JP2020003671A - 光フィルタおよび光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過率が通過帯域内で平坦で通過帯域の両側で急激に減少する光フィルタを提供する。【解決手段】光フィルタ２は、入力光８を分光し更に、分光された入力光であるスペクトル光１０を出射する分光部４と、スペクトル光のうちコアに入射する第１部分を出力する出力ファイバ６とを有し、出力ファイバの端面上の窪み１２に接するコアに、スペクトル光が照射されることで、スペクトル光のうち窪みの斜面に照射される部分がクラッドに放射され、透過率が通過帯域内で平坦で通過帯域の両側で急激に減少する透過特性が実現される。【選択図】図４

Description

本発明は、光フィルタおよび光伝送装置に関する。

光フィルタは、特定の波長を有する光を選択的に透過する装置である。また光フィルタは、光伝送装置等に組み込まれる装置であり、光フィルタの小型化は時代の趨勢である。

ところで光多重通信システムの構築に用いられる波長選択スイッチは、光フィルタとしての機能も有する。波長選択スイッチは、波長多重された入力信号から回折格子により特定波長の信号光を選択して複数の出力ファイバの一つから出力する装置である（例えば、特許文献１および２）。従って、複数の出力ファイバの一つだけを利用すれば、波長選択スイッチは、光フィルタとして機能する。

特開２０１１−６５０２３号公報 特開２００９−９０７３号公報

Mona Mayeh and Faramarz Farahi, "Tailoring Gaussian Laser Beam Shape Through Controlled Etching of Single-Mode and Multimode Fibers: Simulation and Experimental Studies", IEEE SENSORS JOURNAL, VOL. 12, NO. 1, pp.168-173, JANUARY 2012.

光フィルタにとって、透過率と波長の関係（以下、透過特性と呼ぶ）は重要な特性である。光フィルタの透過特性としては、一定の波長範囲（例えば、１ｄＢ帯域）で透過率が高く、この波長範囲の両側で透過率が急激に減少するようなフィルタリング特性が好ましい。

例えば、光フィルタの例として、光モジュールに使用される一般的な可変波長フィルタを例にとると、ガウシアン形状を有するフィルタリング特性を、所望のフィルタリング形状（即ち、波長範囲の両側で透過率が急激に減少するようなフィルタリング特性）にすることは、波長選択スイッチの回折格子と出力ファイバとの間にスリット板を設けることで実現可能である。しかしスリット板の設置は、可変波長フィルタの小型化を困難にする。上述したように可変波長フィルタを含む光フィルタの小型化は時代の趨勢であり、小型化困難な光フィルタは実用的でない。

従って、形状を大型化させずに、上記のようなフィルタリング特性を有する光フィルタを実現可能とすることを課題とする。

上記の問題を解決するために、一つの実施の形態では、光フィルタは、入力光を分光し更に分光された前記入力光であるスペクトル光を出射する分光部と、窪みを有する端面と前記窪みの底に接する第１面および前記第１面と前記窪みの周端とに挟まれた第２面を有するコアと前記コアを囲むクラッドとを有し前記窪みには前記スペクトル光が照射され更に照射された前記スペクトル光のうち前記第２面から前記コアに入射する第２部分が前記クラッドに放射されるように前記第２面が傾き、照射された前記スペクトル光のうち前記第１面から前記コアに入射する第１部分を出力する光ファイバとを、有する。

一つの側面では、本発明によれば、一定の波長範囲で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する光フィルタを提供することができる。

図１は、実施の形態１の光フィルタ２の構成の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１の光フィルタ２の構成の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１の光フィルタ２の構成の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１の光フィルタ２の構成の一例を示す図である。 図５は、窪み１２に照射されたスペクトル光１０の一例を示す図である。 図６は、出力ファイバ６内のスペクトル光１０の光路を示す図である。 図７は、出力ファイバ６の端面１４上のスペクトル光１０の一例を説明するための図である。 図８は、光フィルタ２の透過特性３８ａの一例を示す図である。 図９は、スペクトル端部２６ｂがクラッド１８に放射される条件を説明するための図である。 図１０は、ＥＤＦＡの出力の一例を示す図である。 図１１は、入力ファイバ５内を進行する入力光８の一例を説明するための図である。 図１２は、入力ファイバ５を出射した直後の入力光８の一例を説明するための図である。 図１３は、入力ファイバ５とレンズ７の間を進行する入力光８の一例を説明するための図である。 図１４は、ミラー１１上のスペクトル光１０の一例を説明するための図である。 図１５は、出力ファイバ６の端面上のスペクトル光１０の一例を説明するための図である。 図１６は、出力ファイバ６内におけるスペクトル光１０の一例を説明するための図である。 図１７は、図１の光フィルタ２とは別の構造を有する光フィルタ２０２の構成の一例を示す図である。 図１８は、入力ファイバ２０５を出射した直後の入力光２０８の一例を説明するための図である。 図１９は、入力ファイバ２０５とレンズ７の間を進行する入力光２０８の一例を説明するための図である。 図２０は、ミラー１１上のスペクトル光２１０の一例を説明するための図である。 図２１は、出力ファイバ２０６の端面上のスペクトル光２１０の一例を説明するための図である。 図２２は、出力ファイバ２０６内を進行するスペクトル光２１０の一例を説明するための図である。 図２３は、図１の光フィルタ２とは別の構造を有する光フィルタ３０２の構成の一例を示す図である。 図２４は、実施の形態１の変形例の一例を説明するための図である。 図２５は、反射部６４の動作を示す図である。 図２６は、反射部６４のハードウエア構成の一例を示す図である。 図２７は、ＭＥＭＳミラー７０の一例を示す図である。 図２８は、ＭＥＭＳミラー７０の動作の一例を示す図である。 図２９は、ＡＳＩＣ７４ａの構成の一例を示す図である。 図３０は、ルックアップテーブル９４ａの一例を示す図である。 図３１は、実施の形態２の光フィルタが含む出力ファイバ４０６の構成の一例を示す図である。 図３２は、窪み２１２に照射されるスペクトル光１０がクラッド１８に放射される領域を導出するための図である。 図３３は、光線１３０がクラッド１８に放射される領域を求める方法の一例を説明する図である。 図３４は、実施の形態３の光フィルタが含む出力ファイバ５０６の構成の一例を示す図である。 図３５は、実施の形態３の光フィルタが含む出力ファイバ５０６の構成の一例を示す図である。 図３６は、実施の形態４の光伝送装置４０２の構成の一例を示す図である。 図３７は、光伝送装置４０２の動作の一例を説明する図である。 図３８は、光源部４０４のハードウエア構成の一例を示す図である。 図３９は、ルックアップテーブル９４ｂ、９４ｃの一例を示す図である。 図４０は、変調部４０７のハードウエア構成の一例を示す図である。 図４１は、光増幅部４０８のハードウエア構成の一例を示す図である。 図４２は、ＡＳＩＣ７４ｂの構成の一例を示す図である。 図４３は、ルックアップテーブル９４ｄの一例を示す図である。 図４４は、モニタ部４１２のハードウエア構成の一例を示す図である。 図４５は、制御部４１４のハードウエア構成の一例を示す図である。 図４６は、制御プログラム４９６のフローチャートの一例を示す図である。 図４７は、ステップＳ２の詳細を示すサブプロセスの一例である。 図４８は、ステップＳ６の詳細を示すサブプロセスの一例である。 図４９は、光伝送装置４０２が使用される装置の一例を示す図である。 図５０は、ＲＯＡＤＭ ４９８における信号光の流れを示す図である。 図５１は、ＲＯＡＤＭ ４９８の各ブロックの構成および動作を示す図である。 図５２は、第２信号光５１０ｂの雑音特性の一例を説明するための図である。 図５３は、複数の光伝送装置５０８の光フィルタ４１０を、図１７を参照して説明した光フィルタ２０２で置き換えた場合の第２信号光５１０ｂの雑音特性の一例を説明するための図である。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。図面が異なっても同じ構造を有する部分等には同一の符号を付し、その説明を省略する。

（実施の形態１）
（１）構成および動作
図１〜４は、実施の形態１の光フィルタ２の構成の一例を示す図である。

光フィルタ２は、図１に示すように、分光部４と光ファイバ６（以下、出力ファイバと呼ぶ）とを有する。

（１−１）分光部
分光部４（図４参照）は、入力光８を分光し更に、分光された入力光１０（以下、スペクトル光と呼ぶ）を出射する。

分光部４は例えば、光ファイバ５（以下、入力ファイバと呼ぶ）とレンズ７とを有する。入力ファイバ５は例えば、フェルールに格納された光ファイバである（出力ファイバ６についても、同様）。分光部４は更に、回折格子９とミラー１１とを有する。

入力ファイバ５は例えば、端面に窪み１１２を有する単一モードファイバである。図１に示す例では、入力ファイバ５は、出力ファイバ６と同じ構造を有する。しかし、入力ファイバ５の端面は、窪み１１２を有さない平坦な端面であってもよい。後述するように、スペクトル光１０は出力ファイバ６によりフィルタリングされるので、入力ファイバ５の端面が平坦でも問題はない。

回折格子９は例えば、屈折率が互いに異なる２種類の透明膜が表面に平行な方向に交互に積層された透過型回折格子である。回折格子９は、透明基板の裏面に周期的な凹凸が形成された透過型回折格子であってもよい。

図４に示すように、入力光８は、入力ファイバ５を介して分光部４内の自由空間に放射される。入力光８はその後、レンズ７により平行ビームに変換される。平行ビームに変換された入力光は、回折格子９により分光される。すなわち回折格子９は、入力光８に含まれる互いに波長が異なる複数の成分（以下、波長成分と呼ぶ）を別々の方向に進行させる。要するに、分光された入力光（すなわち、スペクトル光）は、別々の方向に進む複数の波長成分を含む。

スペクトル光１０は、ミラー１１に照射される。ミラー１１は、スペクトル光１０を反射して、回折格子９に照射する。回折格子９は、スペクトル光１０を再度分光して、レンズ７に照射する。レンズ７は、スペクトル光１０を集光して、出力ファイバ６の端面に照射する。

分光部４は回折格子９の代わりに、プリズム等の他の分光素子を有してもよい。

（１−２）出力ファイバ
図２には、出力ファイバ６の縦断面（出力ファイバ６の中心軸を含む断面）が示されている。図２に示すように、出力ファイバ６は、窪み１２を有する端面１４を備えている。出力ファイバ６は更に、コア１６と、コア１６を囲むクラッド１８とを有する。出力ファイバ６は例えば、単一モードファイバである。

図３には、出力ファイバ６の端面１４が示されている。コア１６は、窪み１２の底２０（図２参照）に接する第１面２２ａ（図２〜３参照）を有する。コア１６は更に、第１面２２ａと窪み１２の周端２４とに挟まれた第２面２２ｂを有する。第２面２２ｂは、コア１６の短手方向２８（図２参照、コア１６の中心軸に垂直な方向）に対して傾いている。図４に示すように、窪み１２には、スペクトル光１０が照射される。

図５は、窪み１２に照射されたスペクトル光１０の一例を示す図である。第２面２２ｂ（図３参照）は、照射されたスペクトル光１０（図５参照）のうち第２面２２ｂからコア１６に入射する第２部分２６ｂがクラッド１８に放射されるように、コア１６の短手方向２８に対して傾いている。

図６は、出力ファイバ６内のスペクトル光１０の光路を示す図である。図６には、スペクトル光１０の中心を進む第１光線３０ａと、中心から外れた位置を進む第２光線３０ｂとが示されている。図６には更に、スペクトル光１０の最外部を進む第３光線３０ｃが示されている。

第１光線３０ａは、スペクトル光１０（図５参照）のうち第１面２２ａ（図２参照）からコア１６に入射する部分２６ａ（図５参照；以下、第１部分またはスペクトル中央部と呼ぶ）の進路を示している。図６に示す例では、第１光線３０ａによって代表されるスペクトル中央部２６ａ（図５参照）は、出力ファイバ６の長手方向３２（すなわち、出力ファイバ６の光軸と平行な方向）に進行する。スペクトル中央部２６ａは、長手方向３２に対してある程度傾いた方向に進行してもよい。この場合には、スペクトル中央部２６ａはコア１６とクラッド１８の境界面３４（図６参照）で全反射される。すなわち、スペクトル中央部２６ａはコア１６を進行する。

第２光線３０ｂは、スペクトル光１０（図５参照）のうち第２面２２ｂ（図２参照）からコア１６に入射する第２部分２６ｂ（以下、スペクトル端部と呼ぶ）の進路を示している。第２光線３０ｂが示すように、スペクトル端部２６ｂの一部は、コア１６とクラッド１８の境界面３４で屈折してクラッド１８に出射する。これは、スペクトル端部２６ｂの進路が第２面２２ｂにより、クラッド１８側に大きく屈折されるためである。第２面２２ｂの傾斜角度の範囲に関しては後述する。

スペクトル端部２６ｂの他の部分は境界面３４で反射される。境界面３４で反射された部分は再度、反対側の境界面３４で屈折および反射される。スペクトル端部２６ｂは、境界面３４における屈折と反射を繰り返しながら、徐々にクラッド１８に放射される。

第３光線３０ｃは、スペクトル光１０（図５参照）のうちクラッド１８に直接入射する部分２６ｃ（以下、スペクトル最外部と呼ぶ）の進路を示している。第３光線３０ｃが示すように、スペクトル最外部２６ｃはクラッド１８を進行し、やがて消失する。その結果、スペクトル光１０のうち第１面２２ａ（図２参照）からコア１６に入射する第１部分２６ａが出力ファイバ６から出力される。

図６に示す例では、第３光線３０ｃによって代表されるスペクトル最外部２６ｃは、出力ファイバ６の長手方向３２に進行する。しかしスペクトル最外部２６ｃは、コア１６側にある程度傾いて進行してもよい。この場合、スペクトル最外部２６ｃの一部はコア１６に入射するが、その量は極僅か（例えば、数百分の一）である。

従って、スペクトル光１０のうち光フィルタ２から出力される部分は略、第１面２２ａ（すなわち、窪み１２の底２０）に照射されたスペクトル中央部２６ａだけである。

―透過特性―
図７は、出力ファイバ６の端面１４上のスペクトル光１０の一例を説明するための図である。

図７に示すように、窪み１２に照射されたスペクトル光１０は、端面１４上の一つの軸３３（以下、波長軸）に沿って伸びている。スペクトル光１０の波長は、波長軸３３の一端（例えば、下端）から他端（例えば、上端）に向かって徐々に増加する。波長軸３３に垂直な軸（以下、スペクトル軸と呼ぶ）上では、スペクトル光１０の波長は一定である。すなわち、スペクトル光１０の各波長成分は、夫々別々のスペクトル軸上に照射される。

第１面２２ａの下端に接するスペクトル軸３６ａの波長をλ１とする。第１面２２ａの上端に接するスペクトル軸３６ｂの波長をλ２（＞λ１）とする。すなわち、スペクトル中央部２６ａの波長範囲を、λ１〜λ２（λ１以上λ２以下）とする。

上述したように、スペクトル中央部２６ａは略そのまま、光フィルタ２から出力される。従って、入力光８のうち光フィルタ２から出力される部分は、波長がλ１〜λ２の部分である。換言するならば、光フィルタ２は、入力光８のうち波長がλ１〜λ２の部分を透過する。

図８は、光フィルタ２の透過特性３８ａの一例を示す図である。横軸（リニアスケール）は波長である。縦軸（リニアスケール）は透過率である。縦軸に沿って記載された数値は、透過率Ｔの相対値（＝Ｔ／Ｔ_ｍａｘ、Ｔ_ｍａｘはＴの最大値）である。

図８には、光フィルタ２以外の透過特性３８ｂも示されている。透過特性３８ｂについては、後述する。

上述したように光フィルタ２は、ほぼスペクトル中央部２６ａだけを出力する。その結果、透過特性３８ａは、λ１とλ２に挟まれた範囲では略一定であり、この範囲の両側では急激に減少する。従って実施の形態１によれば、通過帯域（例えば、１ｄＢ帯域）内で透過率が略平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する光フィルタ２を実現できる。

光フィルタ２のフィルタリング特性は、出力ファイバ６の入力端（すなわち、端面１４）に照射されるスペクトル光１０の状態および出力ファイバ６の構造により決まる。ここで、光フィルタ２のフィルタリング特性とは例えば、通過帯域の幅、通過帯域の外側の透過率等である。スペクトル光１０の状態とは例えば、端面１４上におけるスペクトル光１０のサイズ、位置、および形状である。出力ファイバ６の構造とは例えば、出力ファイバ６のコア径、比屈折率差、および窪み１２の構造である。

実施の形態１の光フィルタ２は、所望のフィルタリング特性と出力ファイバ６の構造とに応じて、スペクトル光１０が端面１４上に適切に集光されるように構成される。スペクトル光１０の適切な集光は例えば、レンズ７の適切な選択により実現される。

―第２面の傾斜角度―
図９は、スペクトル端部２６ｂがクラッド１８に放射される条件（すなわち、境界面３４で全反射されない条件）を説明するための図である。図９には、第２面２２ｂの法線４２が示されている。

上述したように、第２光線３０ｂはスペクトル端部２６ｂ（図５参照）の進路を示している。第２光線３０ｂの第２面２２ｂ（図２参照）への入射角(incident angle)をθ_１とする。第２光線３０ｂの第２面２２ｂに対する屈折角(refractive angle)をθ_２とする。すると、第２光線３０ｂの境界面３４への入射角φは、図９から明らかなように、９０°-（θ_１−θ_２）である。

境界面３４における入射角φが臨界角θ_ｃ（critical angle)より小さい場合、第２光線３０ｂは境界面３４で屈折して、クラッド１８に放射される。すなわち、９０°-（θ_１−θ_２）＜θｃの場合、第２光線３０ｂはクラッド１８に放射される。

臨界角θｃは、式（１）により表される。

ここで、ｎ_１はコア１６の屈折率である。ｎ_２はクラッド１８の屈折率である。

θ₁とθ_２の間には、スネルの法則により式（２）の関係が成り立つ。

ここで、ｎ_０は、出力ファイバ６の外側の空間の屈折率（例えば、１）である。ｎ_１はコア１６の屈折率である。

コア１６の短手方向２８と第２面２２ｂの間の角度α（すなわち、第２面２２ｂの傾斜角度）は、式（３）で表される。

下記式（４）と式（１）〜（３）とに基づけば、第２面２２ｂの傾斜角度（すなわち、α）に許容される範囲を求めることは容易である。

式（４）は、第２光線３０ｂがクラッド１８に放射されるための上記条件である。

例えば、αの値を変えながら、式（２）〜（３）を満たすθ_１とθ_２を導出する。導出したθ_１とθ_２が式（４）を満たす場合には、導出したθ_１とθ_２に対応するαの値は、第２面２２ｂの傾斜角度として許容される。

（２）使用例
光フィルタ２は例えば、光増幅器のＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）を光増幅器の出力から除去するために用いることができる。具体的には先ず、入力ファイバ５（図４参照）を光増幅器（図示せず）の出力ポートに接続する。その後、光増幅器を起動する。すると、光増幅器からASEを含む光が出力される。光増幅器の出力４４（図４参照）を受信した光フィルタ２からは、出力光４７が出力される。出力光４７は、光増幅器の出力４４のうち光フィルタ２の通過帯域（概ね、λ１とλ２に挟まれた範囲）以外の部分は殆ど含まない。光フィルタ２の通過帯域が光増幅器のＡＳＥの波長範囲より狭い場合、光増幅器のＡＳＥは光フィルタ２により除去される。ＡＳＥの波長範囲は広いので、光フィルタ２の通過帯域をＡＳＥの波長範囲より狭くすることは容易である。

以下、光増幅器の出力４４からＡＳＥが除去される過程を説明する。

入力ファイバ５および出力ファイバ６のコアサイズは、光フィルタ２の入力光８（例えば、光増幅器の出力４４）の波長の数倍程度である。従って、光フィルタ２内の光（具体的には、入力光８およびスペクトル光１０）の挙動は、光を波動として取り扱うことで、正確に理解できる。

そこで、光フィルタ２内の光の挙動を、ビームプロファイルに基づいて説明する。ビームプロファイルは、光の進行方向に垂直な面（すなわち、ビーム断面）における光の強度分布である。ビームプロファイルは、光を波動として取り扱うことで得られる情報である。

図１０は、ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）の出力の一例を示す図である。横軸は波長である。縦軸は、光強度である。図１０には、ＥＤＦＡからの出力光のスペクトル４６が示されている。スペクトル４６は、ＥＤＦＡのＡＳＥのスペクトル４８とＥＤＦＡにより増幅された信号光（例えば、レーザ光）のスペクトル５０とを含む。

ここでは、図１０のスペクトル４６を有する光が、入力光８（図４参照）として光フィルタ２に入力された場合を考える。更に、信号光の中心波長λｓは、光フィルタ２の通過帯域内にあるものとする。更に、入力ファイバ５および出力ファイバ６は、単一モードファイバとする。なお光の中心波長とは、光の３ｄＢ帯域の中心に位置する波長である。

―入力ファイバ５内の入力光―
図１１は、入力ファイバ５（図４参照）内を進行する入力光８の一例を説明するための図である。入力光８は、光増幅器の出力４４である。

図１１（ａ）には、入力ファイバ５内を進行する入力光８のビームプロファイル１５２が示されている（後述する図１２（ａ）等においても同様）。横軸（リニアスケール）は、位置座標である。縦軸（リニアスケール）は、光強度である（図１２（ａ）等においても同様）。入力ファイバ５は単一モードファイバなので、入力ファイバ５内を進行する入力光８のビームプロファイル１５２は、図１１（ａ）に示すようにガウシアンである。

図１１（ｂ）には、入力ファイバ５内を進行する入力光８のスペクトル１４６が示されている（図１２（ｂ）等においても同様）。横軸（リニアスケール）は、波長である。縦軸（リニアスケール）は、光強度である（図１２（ｂ）等においても同様）。

入力ファイバ５内を進行する入力光８のスペクトル１４６は、光増幅器（例えば、ＥＤＦＡ）の出力４４のスペクトル４６（例えば、図１０参照）と略同じである。入力光８のスペクトル１４６は、光増幅器のＡＳＥのスペクトル１４８と信号光のスペクトル１５０とを含む。ＡＳＥのスペクトルの形状は、図１１（ｂ）では簡略化されている（図１２（ｂ）等においても同様）。

―入力ファイバ５出射直後の入力光―
図１２は、入力ファイバ５（図４参照）を出射した直後の入力光８の一例を説明するための図である。

入力ファイバ５の端面には、窪み１１２（図４参照）が設けられている。図１２（ａ）に示すように、入力光８のビームプロファイルは、入力光８が窪み１１２を通過する間に、ガウシアンからフラットトップなプロファイルに変換される（例えば、非特許文献１参照）。

入力ファイバ５を出射した直後の入力光８のスペクトル２４６は、図１２（ｂ）に示すように、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ５内のスペクトル１４６）と略同じである。

―自由空間における入力光―
図１３は、入力ファイバ５（図４参照）とレンズ７の間を進行する入力光８の一例を説明するための図である。

入力ファイバ５を出射した入力光８は、図４に示すように、入力ファイバ５とレンズ７の間の自由空間を進行する間に徐々に広がる。従って、入力ファイバ５とレンズ７の間の入力光８のビームプロファイル３５２（図１３（ａ）参照）は、入力ファイバ出射直後の入力光８のビームプロファイル２５２（図１２（ａ）参照）より広くなる。

入力ファイバ５とレンズ７の間の自由空間を通過した入力光８は、レンズ７により平行光に変換される。平行光に変換された入力光８のビームプロファイルは、殆ど変化しない。

図１３（ｂ）に示すように、入力ファイバ５とレンズ７の間における入力光８のスペクトル３４６は、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ５内のスペクトル１４６）と略同じである。レンズ７と回折格子９の間における入力光８のスペクトルについても同様である。

―ミラー上のスペクトル光―
図１４は、ミラー１１（図４参照）上のスペクトル光１０（すなわち、分光された入力光８）の一例を説明するための図である。

平行光線に変換された入力光８は、回折格子９に照射される。回折格子９は、入力光８の各波長成分を波長に応じて別々の方向に回折する。回折された入力光８（すなわち、スペクトル光１０）は、ミラー１１に照射される。回折角の相違（すなわち、各波長成分の進行方向の相違）により、ミラー１１上のスペクトル光１０のビームプロファイル４５２は、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２より広くなる（図１４（ａ）参照）。

スペクトル光１０のビームプロファイル４５２は、２層構造になっている。下層部分（幅が広い部分）は、ＡＳＥのビームプロファイルである。図１１（ｂ）に示すように、ＡＳＥのスペクトル１４８は広い。従って、ＡＳＥの回折角の最大値と最小値の相違も大きい。従って、ＡＳＥのビームプロファイルである下層部分は、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２（図１３（ａ）参照）より広くなる。

ビームプロファイル４５２の上層部分（幅が狭い部分）は、信号光のビームプロファイルである。図１１（ｂ）に示すように、信号光のスペクトル１５０は狭い。従って、信号光の回折角の最大値と最小値の相違は小さい。従って、信号光のビームプロファイルである上層部分は、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２と略同じである。

但し、上層部分のピーク値Ｈ１は、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２のピーク値Ｈ２より低い。ビームプロファイル４５２の上層部分は、ＡＥＳを含まない。一方、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２はＡＳＥを含む。このため、上層部分のピーク値Ｈ１は、レンズ７と回折格子９の間の入力光８のビームプロファイル３５２のピーク値Ｈ２より低い。

図１４（ｂ）に示すように、ミラー１１上のスペクトル光１０のスペクトル４４６は、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ５内のスペクトル１４６）と略同じである。

―出力ファイバ端面におけるスペクトル光―
図１５は、出力ファイバ６（図４参照）の端面上のスペクトル光１０の一例を説明するための図である。

ミラー１１は、スペクトル光１０を反射する。反射されたスペクトル光１０は、回折格子９により再度回折された後、レンズ７を介して出力ファイバ６の端面に照射される。再回折の結果、スペクトル光１０のビームプロファイル５５２の下層部分(すなわち、ＡＳＥのビームプロファイル）は、図１５（ａ）に示すように更に広くなる。

一方、ビームプロファイル５５２の上層部分(すなわち、信号光のビームプロファイル）は再回折によっても、殆ど変化しない。再回折された信号光はレンズ７によって集光される。その結果、出力ファイバ６の端面上の上層部分の幅は、入力ファイバ５を出射した直後の入力光８のプロファイル（図１２（ａ）参照）の幅と略同じになる。

図１５（ｂ）に示すように、出力ファイバ６の端面上のスペクトル光１０のスペクトル５４６は、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ５内のスペクトル１４６）と略同じである。

―出力ファイバ内におけるスペクトル光―
図１６は、出力ファイバ６（図４参照）内におけるスペクトル光１０の一例を説明するための図である。図１６には、ビームプロファイル５５２（図１５（ａ）参照）の上層部分が、出力ファイバ６のコアに照射された場合が示されている。

出力ファイバ６に入射したスペクトル光１０は、図８を参照して説明した透過特性３８ａに従って、出力ファイバ６の端面近傍でフィルタリング（すなわち濾過）される。スペクトル光１０のうちフィルタリングされなかった部分は、徐々に出力ファイバ６の固有モードに変換される。一方、スペクトル光１０のうちフィルタリングされる部分は、クラッド１８に放射され消失する。従って、出力ファイバ６内におけるスペクトル光１０のビームプロファイル６５２は、図１６（ａ）に示すようにガウシアンである。

上述したようにスペクトル光１０は、出力ファイバ６の端面近傍でフィルタリングされる。その結果、出力ファイバ６内のＡＳＥのスペクトル６４８は、入力ファイバ５内のＡＳＥのスペクトル１４８（図１１（ｂ）参照）に比べ大幅に狭くなる。すなわち、光増幅器のＡＳＥは略除去される。一方、信号光のスペクトル６５０は、入力ファイバ５内における信号光のスペクトル１５０（図１１（ｂ）参照）と略同じである。

以上のように、実施の形態１の使用例によれば、光増幅器のＡＳＥは略除去される。一方、信号光は略元のまま出力される。

（３）出力ファイバの製造法
実施の形態１の出力ファイバ６（図２参照）は例えば、コアにゲルマニウムがドーピングされた光ファイバの端面を、ＨＦ水溶液でエッツチングすることで形成できる。ＨＦ水溶液は、ゲルマニウムがドーピングされたシリカを、ゲルマニウムがドーピングされていないシリカより速くエッチングする。

従って、ゲルマニウムがドーピングされたコアはＨＦ水溶液により、ゲルマニウムがドーピングされないクラッドより速くエッチングされる。その結果、図２に示すように、コア１６に接する窪み１２が光ファイバの端面に形成される。すなわち、実施の形態１の出力ファイバ６が形成される。実施の形態１の入力ファイバ５も同様の方法により形成できる。

（４）別構造の光フィルタ
（４−１）別構造１
図１７は、図１の光フィルタ２とは別の構造を有する光フィルタ２０２の構成の一例を示す図である。光フィルタ２０２の構造は、入力ファイバ２０５および出力ファイバ２０６双方の端面が平らであることを除けば、図１の光フィルタ２の構造と略同じである。

出力ファイバ２０６の端面が平らなので、出力ファイバ２０６に照射されたスペクトル光２１０は、出力ファイバ２０６の端面近傍ではフィルタリングされない。

出力ファイバ２０６に照射されたスペクトル光２１０は、出力ファイバ２０６内を進行する間に固有モードに変換される。この変換の過程で、スペクトル光２１０はフィルタリングされる（下記「―出力ファイバ内におけるスペクトル光―」参照）。従って光フィルタ２０２は、図１の光フィルタ２とは異なるフィルタ特性を有する。

図８の透過特性３８ｂは、図１７の光フィルタ２０２の透過特性の一例である。透過特性３８ｂは、通過帯域の外側で透過率が穏やかに減少するガウシアン特性である。一方、図１〜９を参照して説明した光フィルタ２の透過特性３８ａは、通過帯域の近傍で透過率が急激に減少するフィルタリング特性である。多くの場合、通過帯域の近傍で透過率が急激に減少するフィルタリング特性は、ガウシアン特性より好ましい（例えば、実施の形態４参照）。

以下、光フィルタ２０２が光増幅器の出力４４をフィルタリングする過程を説明する。

―入力ファイバ２０５内における入力光―
入力ファイバ２０５内を進行する入力光２０８のビームプロファイルは、図１１（ａ）を参照して説明したビームプロファイル１５２と略同じである。入力ファイバ２０５内を進行する入力光２０８のスペクトルは、図１１（ｂ）を参照して説明したスペクトル１４６と略同じである。

―入力ファイバ２０５出射直後の入力光―
図１８は、入力ファイバ２０５（図１７参照）を出射した直後の入力光２０８の一例を説明するための図である。

図１８（ａ）には、出射直後の入力光２０８のビームプロファイル７５２が示されている（図１９（ａ）等についても同様）。入力ファイバ２０５の端面は平坦なので、ビームプロファイル７５２は入力ファイバ２０５内の入力光２０８のビームプロファイルと略同じである。すなわち、ビームプロファイル７５２はガウシアンである。

図１８（ｂ）には、入力ファイバ２０５を出射した直後の入力光２０８のスペクトル７４６が示されている（図１９（ｂ）等についても同様）。スペクトル７４６は、入力光２０８のスペクトルと略同じである。すなわち、入力ファイバ２０５を出射した直後の入力光８のスペクトル７４６は、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（図１０参照）と略同じである。

―自由空間における入力光―
図１９は、入力ファイバ２０５（図１７参照）とレンズ７の間を進行する入力光２０８の一例を説明するための図である。

入力ファイバ２０５を出射した入力光２０８は、図１９（ａ）のビームプロファイル８５２が示すように、自由空間を進行する間に徐々に広がる。入力ファイバ２０５とレンズ７の間の自由空間を通過した入力光２０８は、レンズ７により平行光に変換される。

入力ファイバ２０５とレンズ７の間における入力光２０８のスペクトル８４６は、図１９（ｂ）に示すように、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ内のスペクトル）と略同じである。レンズ７と回折格子９の間における入力光２０８のスペクトルについても同様である。

―ミラー上のスペクトル光―
図２０は、ミラー１１（図１７参照）上のスペクトル光２１０（すなわち、分光された入力光２０８）の一例を説明するための図である。

平行光線に変換された入力光２０８は、回折格子９に照射される。回折格子９は、照射された入力光２０８を回折する。回折された入力光２０８（すなわち、スペクトル光２１０）は、ミラー１１に照射される。回折角の広がりにより、ミラー１１上のスペクトル光２１０のビームプロファイル９５２は、レンズ７と回折格子９の間の入力光２０８のビームプロファイル８５２より広くなる。

スペクトル光２１０のビームプロファイル９５２は、幅が広い部分９５４（下側の部分）と幅が狭い部分９５６（上側の部分）の重ね合わせである。幅が広い部分９５４は、ＡＳＥのビームプロファイルである。幅が狭い部分９５６は、信号光のビームプロファイルである。

幅が狭い部分９５６は、レンズ７と回折格子９の間の入力光２０８のビームプロファイル８５２と略同じである。但し幅が狭い部分９５６のピーク値Ｈ１は、レンズ７と回折格子９の間の入力光２０８のビームプロファイル８５２（図１９（ａ）参照）のピーク値Ｈ２より低い。これは、幅が狭い部分９５６がＡＥＳを含まないためである。

ミラー１１上のスペクトル光２１０のスペクトル９４６は、図２０（ｂ）に示すように、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ内のスペクトル）と略同じである。

―出力ファイバ端面におけるスペクトル光―
図２１は、出力ファイバ２０６（図１７参照）の端面上のスペクトル光２１０の一例を説明するための図である。

ミラー１１により反射されたスペクトル光２１０は、回折格子９により再度回折される。スペクトル光２１０はその後、レンズ７を介して出力ファイバ２０６の端面に照射される。再回折の結果、スペクトル光２１０のビームプロファイル１０５２の幅が広い部分１０５４(すなわち、ＡＳＥのビームプロファイル）は、図２１（ａ）に示すように更に広くなる。

一方、ビームプロファイル１０５２の幅が狭い部分１０５６(すなわち、信号光のビームプロファイル）は、再回折によっては殆ど変化しない。再回折された信号光は、レンズ７によって集光される。その結果、幅が狭い部分１０５６の幅は出力ファイバ２０６の端面上では、入力ファイバ２０５を出射した直後の入力光２０８のビームプロファイル７５２（図１８（ａ）参照）の幅と略同じになる。

図２１（ｂ）に示すように、出力ファイバ２０６の端面上のスペクトル光２１０のスペクトル１０４６は、光増幅器の出力４４のスペクトル４６（または、入力ファイバ内のスペクトル）と略同じである。

―出力ファイバ内におけるスペクトル光―
図２２は、出力ファイバ２０６（図１７参照）内を進行するスペクトル光２１０の一例を説明するための図である。図２２には、ビームプロファイル１０５２（図２１（ａ）参照）の幅の狭い部分１０５６（すなわち、信号光のビームプロファイル）が、出力ファイバ２０６のコアに照射された場合が示されている。

光ファイバに入射した光（以下、入射光と呼ぶ）は、クラッドに徐々に放射されながら、光ファイバの固有モードに変換される。入射光が固有モードに変換される割合（以下、変換効率と呼ぶ）は、固有モードが強い領域では高く、固有モードが弱い領域では低い。

従って、出力ファイバ２０６内のスペクトル光２１０は、変換効率に応じて整形される。図１７に示す例では、出力ファイバ２０６は単一モードファイバである。従って、出力ファイバ２０６の固有モードのビームプロファイルは、略ガウシアンである。従って、出力ファイバ２０６における変換効率はコアで高く、コアから遠ざかるに従って徐々に弱くなる。

出力ファイバ２０６の端面上のビームプロファイル１０５２（図２１（ａ）参照）のうち幅の狭い部分１０５６（すなわち、信号光のビームプロファイル）はコアに照射されるので、大半が固有モードに変換されコアを伝搬する。一方、出力ファイバ２０６の端面上のビームプロファイル１０５２（図２１（ａ）参照）のうち幅の広い部分１０５４（すなわち、ＡＳＥのビームプロファイル）は、一部を除きクラッドに照射される。クラッドに照射される部分は、固有モードには変換されない。幅の広い部分１０５４のうちコアに照射される部分は、大半が固有モードに変換される。このようなモード変換により、図２２（ａ）に示すビームプロファイル１１５２が形成される。ビームプロファイル１１５２は、ガウシアンである。

出力ファイバ２０６内のスペクトル１１４６は、ＡＳＥのスペクトル１１４８と信号光のスペクトル１１５０との重ね合わせである。

上述したように、出力ファイバ２０６に入射した信号光のビームプロファイルである幅の狭い部分１０５６（図２１（ａ）参照）は、大半が固有モードに変換されコアを伝搬する。従って、スペクトル１１４６のうちの信号光のスペクトル１１５０は、出力ファイバ２０６に入射した直後のスペクトルと略同じである。すなわち出力ファイバ２０６内の信号光のスペクトル１１５０は、出力ファイバ２０６の端面上の信号光のスペクトル１０５０（図２１（ｂ）参照）と略同じである。

一方、出力ファイバ２０６に入射したＡＳＥのビームプロファイルである幅の広い部分１０５４（図２１（ａ）参照）は、中央部分と中央部分の近傍とだけが固有モードに変換されコアを伝搬する。その結果、出力ファイバ２０６内のＡＳＥのスペクトル１１４８は、出力ファイバ２０６に入射した直後のＡＳＥのスペクトル（または、出力ファイバ２０６の端面上のＡＳＥのスペクトル１０４８）の中央部分と中央部の近傍を含むスペクトルになる。

出力ファイバ２０６内のＡＳＥのスペクトル１１４８は、図２２（ｂ）に示すように、波長の増加と共に緩やかに増加してピーク値に達し、ピーク値から緩やかに減少するガウシアンである。すなわち光増幅器の出力４４はフィルタリングされ、ＡＳＥの一部が除去される。光フィルタ２０２は、ＡＳＥの一部が除去された光増幅器の出力４４を出力光２４７として出力する。

出力ファイバ２０６内のＡＳＥのスペクトル１１４８はガウシアンなので、図１７の光フィルタ２０２の透過特性３８ｂは、図８に示すようにガウシアンである。すなわち光フィルタ２０２の透過特性は、通過帯域内で透過率が平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性ではない。

図１〜９を参照して説明した光フィルタ２は、通過帯域内で透過率が平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する点で、図１７を参照して説明した光フィルタ２０２より優れている。

出力ファイバ２０６の固有モードに基づく透過特性３８ｂの幅（すなわち、帯域）は、出力ファイバ端面の窪みに基づく透過特性３８ａの幅より広い。これは、固有モードの幅（すなわち、モードフィールド径）が、窪み１２の底２０の径より広いためである。

（４−２）別構造２
図２３は、図１の光フィルタ２とは別の構造を有する光フィルタ３０２の構成の一例を示す図である。光フィルタ３０２は、入力ファイバ３０５と第１回折格子３０９ａとを有する。光フィルタ３０２は更に、第１レンズ３０７ａとスリット板５８と第２レンズ３０７ｂとを有する。光フィルタ３０２は更に、第２回折格子３０９ｂと出力ファイバ３０６とを有する。第１レンズ３０７ａおよび第２レンズ３０７ｂは、フーリエ変換レンズ(Lens of Fourior Transform）である。

入力ファイバ３０５を出射した入力光３０８は、第１回折格子３０９ａにより分光される。分光された入力光３０８は、第１レンズ３０７ａにより平行光に変換される。スリット板５８は、平行光に変換された入力光３０８の一部（以下、抽出光６０と呼ぶ）を透過し、残りの部分を遮断する。抽出光６０は、第２レンズ３０７ｂと第２回折格子３０９ｂと出力ファイバ３０６を介して出力される。

抽出光６０は、入力光３０８の波長成分のうちスリット板５８を透過した成分だけを含む。スリット板５８は例えば、スリット６２が設けられた平板である。スリット６２は光をそのまま透過し、スリット板５８のうちスリット６２以外の部分は、光を略完全に遮断する。従って、光フィルタ３０２の透過率特性は、通過帯域内で透過率が平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性である。しかし光フィルタ３０２には、部品点数が多く小型化が困難であるという問題がある。

一方、図１〜９を参照して説明した光フィルタ２には、部品点数が少ないので、小型化が容易であるという利点がある。特に、図１〜９を参照して説明した光フィルタ２は、スリット板５８が不要であるという点で、図２３を参照して説明した光フィルタ３０２より優れている。従って、図１〜９を参照して説明した光フィルタ２を、伝送装置等の他の装置へ組み込むことは容易である。

（５）変形例
図２４は、実施の形態１の変形例の一例を説明するための図である。図２４には、回転角度を変更することで、異なる方向から入射する光を同じ方向に反射する反射部６４が示されている。具体的には、反射部６４は、回折格子９により分光された光を回折格子９に向かって反射する。

図１のミラー１１を図２４の反射部６４で置き換えることで、スペクトル光１０（図４参照）のうち第１面２２ａ（図２参照）に照射される部分（すなわち、第１部分）の中心波長の変更が可能になる。従って変形例１によれば、可変波長フィルタが実現できる。

図２４に示すように、反射部６４は、入射光を反射するミラー部６６と、ミラー部６６を駆動するミラー駆動部６８とを有する。反射部６４は更に、コマンド入力ポート６７を有する。図２５は、反射部６４の動作を示す図である。ミラー駆動部６８は、コマンド入力ポート６７に入力されるコマンド９６に基づいて、ミラー部６６を駆動する。

―ハードウエア構成―
図２６は、反射部６４のハードウエア構成の一例を示す図である。反射部６４は図２６に示すように、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー７０と電圧源７２とを有する。反射部６４は更に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）７４ａとコマンド入力ポート６７とを有する。ミラー部６６（図２５参照）は、ＭＥＭＳミラー７０により実現される。ミラー駆動部６８（図２５参照）は、電圧源７２とＡＳＩＣ７４ａとコマンド入力ポート６７により実現される。

ミラー駆動部６８は、システムＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）等の他の回路により実現されてもよい。ＡＳＩＣ７４ａの代わりに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の他の回路を用いてもよい。後述するＡＳＩＣを含む機能ブロックについても同様である。

―ＭＥＭＳミラー７０―
図２７は、ＭＥＭＳミラー７０の一例を示す図である。ＭＥＭＳミラー７０はＦＩＧ２７に示すように、ミラー（以下、回転ミラーと呼ぶ）７６を有する。ＭＥＭＳミラー７０は更に、回転ミラー７６に接続された捻じれスプリング７８（Torsion Spring）とシリコン基板８０とを有する。シリコン基板８０には、溝８２が設けられている。回転ミラー７６は、シリコン基板８０の上に配置された第１領域８４ａと溝８２の上に配置された第２領域８４ｂとを有する。捻じれスプリング７８は、第１領域８４ａと第２領域８４ｂとの間に接続される。

図２８は、ＭＥＭＳミラー７０の動作の一例を示す図である。図２８に示すように、シリコン基板８０は接地される。回転ミラー７６は、捻じれスプリング７８を介して電圧源７２（図２６参照）に接続される。

電圧源７２により回転ミラー７６に電圧が印加されると、静電気力により第１領域８４ａ（図２７参照）がシリコン基板８０に引き寄せられる。その結果、回転ミラー７６は回転する。一方、捻じれスプリング７８は、回転ミラー７６の回転を阻止する方向の回転力を発生する。回転ミラー７６は、第１領域８４ａに加わる静電力と捻じれスプリング７８による回転力が釣り合う角度（すなわち、回転角度）で静止する。

この釣り合いにより第１角度で静止した回転ミラー７６は、第１方向８６ａから入射する第１入射光８８ａを第２方向８６ｂに反射する。回転ミラー７６に印加される電圧が変わると、回転ミラー７６は第１角度とは異なる第２角度で静止する。第２角度で静止した回転ミラー７６は、第１方向８６ａとは異なる第３方向８６ｃから入射する第２入射光８８ｂを第２方向８６ｂに反射する。

具体的には第１入射光８８ａは、スペクトル光１０の波長成分である。第２入射光８８ｂは、第１入射光８８ａとは異なるスペクトル光１０の波長成分である。すなわち、第１入射光８８ａの波長と第２入射光８８ｂの波長とは異なる。第３方向８６ｃは、回転ミラー７６から回折格子９に向かう方向である。

第２方向８６ｂに反射された第１入射光８８ａは、回折格子９（図４参照）等を介して出力ファイバ６の第１面２２ａ（図２参照）の中心に照射される。第２入射光８８ｂについても同様である。

以上のように回転ミラー７６に印加する電圧を変更することで、スペクトル光１０のうち第１面２２ａに照射される部分の中心波長（例えば、第１入射光８８ａの波長）を、別の波長（例えば、第２入射光８８ｂの波長）に変更することができる。

―デジタル電源回路―
電圧源７２（図２６参照）は例えば、デジタル電源回路である。デジタル電源回路は、コマンドが要求する電圧を発生する回路である。

―ＡＳＩＣ７４ａ―
図２９は、ＡＳＩＣ７４ａの構成の一例を示す図である。ＡＳＩＣ７４ａは例えば、論理回路９０ａを有する。ＡＳＩＣ７４ａは更に、ルックアップテーブル９４ａが記録された不揮発性メモリ９２ａを有する。不揮発性メモリ９２ａは例えば、フラッシュメモリである（以下、同様）。

図３０は、ルックアップテーブル９４ａの一例を示す図である。図３０に示すように、ルックアップテーブル９４ａは表形式のデータ（すなわち、テーブル）である。ルックアップテーブル９４ａの第１列目には、回転ミラー７６に入射する光の周波数が記録されている。ルックアップテーブル９４ａの第２列目には、回転ミラー７６に印加する電圧が記録されている。第１列目には、周波数ではなく波長が記録されてもよい。

第１列目の周波数を有する光が回折格子９から回転ミラー７６に入射し、第２列目の電圧が回転ミラー７６に印加されると、回転ミラー７６に入射した光は出力ファイバ６（図２参照）の第１面２２ａの中心に照射される。第１列目の周波数は、例えば１９５．８０ＴＨｚである。第２列目の電圧は、例えば、Ｖ_８である。

―動作―
ＡＳＩＣ７４ａ（または論理回路９０ａ、以下同様）は、コマンド９６（図２５参照）に基づいて電圧源７２を制御する。ＡＳＩＣ７４ａ（図２６参照）が行う処理は、ミラー駆動部６８（図２５参照）により実行される。

コマンド９６は例えば、光フィルタ２（図４参照）の通過帯域の中心を、コマンド９６が指定する周波数（または、波長）に設定することを要求するコマンドである。

ＡＳＩＣ７４ａはコマンド９６を受信すると先ず、ルックアップテーブル９４ａを参照して、コマンド９６が指定する周波数（例えば、１９５．８０ＴＨｚ）に対応する電圧（例えば、Ｖ_８）を取得する。

ＡＳＩＣ７４ａは更に、取得した電圧（例えば、Ｖ_８）の発生を要求するコマンドを電圧源７２に送信する。電圧源７２は、このコマンドに応答してＭＥＭＳミラー７０に電圧９８（図２５参照；例えば、Ｖ_８）を印加する。ＭＥＭＳミラー７０（図２６参照）は、印加された電圧（例えば、Ｖ_８）に対応する回転角度に回転ミラー７６を固定する。

回転角度が固定された回転ミラー７６に、コマンド９６が指定する周波数（例えば、１９５．８０ＴＨｚ）を有する光が入射すると、入射した光は回折格子９を介して、出力ファイバ６の第１面２２ａの中心に照射される。

従って、コマンド９６が指定する周波数を変更することで、光フィルタ２の通過帯域の位置（波長軸上の位置）を変更することができる。すなわち、可変波長動作が実現される。

以上の例では、入力ファイバ５および出力ファイバ６は単一モードファイバである。しかし、入力ファイバ５および出力ファイバ６のいずれか一方または双方は、マルチモードファイバであってもよい。

以上の例では、回折格子９は透過型の回折格子である。しかし、回折格子９は反射型の回折格子であってもよい。

以上の例では、入力ファイバ５および出力ファイバ６は並置されている。しかし、入力ファイバ５および出力ファイバ６は、例えば図２３のように離隔されてもよい。

実施の形態１によれば、出力ファイバ６の端面に窪み１２が設けられることで、分光された入力光（すなわち、スペクトル光１０）のうち窪み１２の斜面に照射される部分はクラッドに放射される。その結果、実施の形態１によれば、一定の波長範囲（具体的には、通過帯域）で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する光フィルタが実現される。

（実施の形態２）
図３１は、実施の形態２の光フィルタが含む出力ファイバ４０６の構成の一例を示す図である。実施の形態２の光フィルタは、出力ファイバ４０６の窪み２１２が半球状であること以外は、実施の形態１の光フィルタ２と略同じ構成を有する。従って、実施の形態１と同じ部分ついては、説明を省略または簡単にする。

図３１は、出力ファイバ４０６の長手方向１３２に平行な断面を示す図である。図３１に示すように、出力ファイバ４０６と窪み２１２の境界面は半球面である。実施の形態２の第１面１２２ａ（すなわち、窪み２１２の底に接する面）は、この半球面の中央部分に接する面である。第２面１２２ｂ（すなわち、第１面１２２ａと窪み２１２の周端１２４に挟まれた面）は、上記半球面のうち中央部分以外の部分である。第２面１２２ｂの傾きは一定ではなく、クラッド１８に近づくに従い徐々に増加する。

図３２は、窪み２１２に照射されるスペクトル光１０がクラッド１８に放射される領域（すなわち、第２面１２２ｂ）を導出するための図である。

図３２には、スペクトル光１０（図４参照）の進路を表す光線１３０が示されている。図３２には更に、窪み２１２に接する平面１００（以下、接面と呼ぶ）が示されている。図３２には更に、接面１００の法線１４２が示されている。法線１４２は、接面１００と窪み２１２の接点１４１を通る。光線１３０は、接点１４１からコア１１６に入射する。

光線１３０の接面１００への入射角(incident angle)をθ_１とする。光線１３０の接面１００における屈折角(refractive angle)をθ_２とする。すると、コア１１６とクラッド１８の境界面１３４への光線１３０の入射角φは、図３２から明らかなように、９０°-（θ_１−θ_２）である。

境界面１３４における入射角φが臨界角θ_ｃ（critical angle)より小さい場合、光線１３０の一部が境界面１３４で屈折して、クラッド１８に放射される。すなわち、９０°-（θ_１−θ_２）＜θｃの場合、光線１３０はクラッド１８に放射される。

臨界角θｃは、式（１）により表される。

ここで、ｎ_１はコア１１６の屈折率である。ｎ_２はクラッド１８の屈折率である。

θ₁とθ_２の間には、スネルの法則により式（２）の関係が成り立つ。

ここで、ｎ_０は、出力ファイバ４０６の外側の空間の屈折率（例えば、１）である。ｎ_１はコア１１６の屈折率である。

正弦関数の定義と図３２から明らかように、入射角θ_１は式（３）で表される。

ここでｒは、コア１１６の中心線１０２と光線１３０の距離である。Ｒは、出力ファイバ４０６と窪み２１２の境界面の半径である。

式（２）〜（３）から、式（４）が導出される。

式（３）〜（４）から、式（５）が得られる。式（５）の左辺は、光線１３０の境界面１３４への入射角φである。

光線１３０がクラッド１８に放射される条件式（すなわち、９０°-（θ_１−θ_２）＜θｃ）と式（５）から、式（６）が得られる。

式（６）は、光線１３０がクラッド１８に放射される条件を示す式である。式（６）の右辺は、式（１）により得られる臨界角である。

図３３は、光線１３０がクラッド１８に放射される領域を求める方法の一例を説明する図である。横軸はｒである。縦軸は、式（６）の左辺（すなわち、光線１３０の境界面１３４への入射角φ）である。

曲線１０４は、式（６）の左辺を距離ｒに対してプロットしたグラフである。線分１０６は、式（１）に基づいて導出される臨界角θ_ｃを示す線分である。図３３に示す例では、ｎ_０、ｎ_１、ｎ_２、Ｒは、夫々、１、１．５５、１．５、５μｍである。θ_ｃは、７５．４°である。

図３３から明らかなように、ｒが３．２μｍ以上の領域で、光線１３０の入射角φが臨界角θ_ｃより小さくなる。従って光線１３０は、ｒが３．２μｍ以上の領域で、クラッド１８に放射される。すなわちｒが３．２μｍ以上の領域が、スペクトル光１０をクラッド１８に放射する第２面１２２ｂ（図３１参照）に相当する。

換言すれば、スペクトル光１０のうちコア１１６の中心線１０２からの距離が３．２μｍ以内のコア面に入射する光だけが、コア１１６を伝搬し出力ファイバ４０６から出力される。その結果、通過帯域内で透過率が平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性が実現される。

以上のように、実施の形態２によれば、出力ファイバ４０６の端面に窪み２１２が設けられるので、分光された入力光（すなわち、スペクトル光１０）のうち窪み２１２の周端１２４の周辺に照射された部分はクラッドに放射される。従って実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、一定の波長範囲（具体的には、通過帯域）で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する光フィルタが実現される。

実施の形態２によれば更に、窪み２１２が半球面状なので、窪み２１２の接面１００とコア１１６の短手方向１２８（図３２参照）との間の角度（＝θ_１）は、０°から９０°まで変化する。このため、コア１１６とクラッド１８の境界面１３４における臨界角θ_ｃが屈折率差ｎ_１、ｎ_２のバラツキにより設計値からずれた場合でも、窪み２１２の周端近くに入射するスペクトル光１０は確実にクラッド１８に放射される。

すなわち実施の形態２によれば、コア１１６とクラッド１８の屈折率差が設計値からずれても、一定の波長範囲（具体的には、通過帯域）で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性が実現される。

（実施の形態３）
図３４〜３５は、実施の形態３の光フィルタが含む出力ファイバ５０６の構成の一例を示す図である。実施の形態３の光フィルタは、出力ファイバ５０６の窪み３１２がコア２１６の外側まで拡がっていること以外は、実施の形態１の光フィルタ２と略同じ構成を有する。従って、実施の形態１と同じ部分ついては、説明を省略または簡単にする。

図３４は、出力ファイバ５０６の長手方向２３２に平行な断面を示す図である。図３５は、出力ファイバ５０６の端面１１４（レンズ７側の端面）を示す図である。

実施の形態１の窪み１２の周端２４は、図２に示すように、出力ファイバ６の端面１４上におけるクラッド１８とコア１６との境界３５と重なる。一方、実施の形態３の窪み３１２の周端２２４は、図３４〜３５に示すように、出力ファイバ５０６の端面１１４上におけるクラッド１１８とコア２１６との境界１３５を囲む。すなわち、窪み３１２はコア２１６の外側まで拡がっている。

窪み３１２の周端２２４と境界１３５とに挟まれた領域１０８（図３５参照）に照射されたスペクトル光１０は、窪み３１２の斜面で屈折して、進行方向をコア２１６から遠ざかる方向に変更する。

実施の形態１の出力ファイバ６（図２参照）に入射するスペクトル光１０は、コア１６の長手方向３２に対して僅かに傾くことがある。この様な場合には、クラッド１８に照射されたスペクトル光１０の一部がコア１６に侵入し、コア１６を伝搬する。その結果、光フィルタの透過特性の立上り（および立下り）の急峻性が劣化する。

しかし実施の形態３の出力ファイバ５０６によれば、コア２１６を囲む領域１０８に照射されるスペクトル光１０の進行方向は、コア２１６から遠ざかる方向に変更される。その結果、クラッド１１８からコア２１６に入射するスペクトル光１０が減少し、透過特性の立上り（および立下り）の急峻性が向上する。

実施の形態３によれば、出力ファイバ５０６の端面１１４に窪み３１２が設けられるので、分光された入力光（すなわち、スペクトル光１０）のうち第２面２２２ｂ（図３４参照）に照射された部分はクラッドに放射される。従って実施の形態３によれば、実施の形態１と同様、一定の波長範囲（具体的には、通過帯域）で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性を有する光フィルタが実現される。

実施の形態３によれば更に、窪み３１２がコア２１６の外側まで拡がっているので、クラッド１１８からコア２１６に入射するスペクトル光１０が減少する。従って実施の形態３によれば、透過特性の立上り（および立下り）の急峻性が更に向上した光フィルタが実現される。

（実施の形態４）
実施の形態４の光伝送装置は、実施の形態１の光フィルタを有する光伝送装置である。

（１）構成および動作
図３６は、実施の形態４の光伝送装置４０２の構成の一例を示す図である。光伝送装置４０２は例えば、光源部４０４と変調部４０７と光増幅部４０８とを有する。光伝送装置４０２は更に、光フィルタ４１０とモニタ部４１２と制御部４１４とを有する。光伝送装置４０２は更に、入力ポート４４４と出力ポート４８６と制御ポート４９４とを有する。光フィルタ４１０は例えば、実施の形態１の変形例で説明した可変波長フィルタである（図２４〜３０参照）。

図３７は、光伝送装置４０２の動作の一例を説明する図である。

光源部４０４（図３６参照）は、光４１６（図３７参照）を生成し出力する。光４１６は例えば、レーザ光である。変調部４０７は、光４１６を変調する。光増幅部４０８は、変調部４０７の出力４１６ａ（すなわち、変調された光４１６）を増幅する。

光フィルタ４１０は、光増幅部４０８の出力４１６ｂをフィルタリングする。具体的には光フィルタ４１０は、光増幅部４０８の出力４１６ｂから光増幅器４６０のＡＳＥを除去する。

換言するならば、光フィルタ４１０には、変調され更に増幅された光４１６を含む光増幅部４０８の出力４１６ｂが入力光８（図４参照）として入力され、出力光４７（図４参照）として出力４１６ｃ（図３７参照）が出力される。出力４１６ｃは、変調され更に増幅された光４１６を含む。

モニタ部４１２は、光フィルタ４１０の出力４１６ｃを監視する。制御部４１４は、光源部４０４と変調部４０７と光増幅部４０８とを制御する。制御部４１４は更に、光フィルタ４１０とモニタ部４１２とを制御する。

変調部４０７は、省略されてもよい。例えば、光源部４０４が変調された光を直接出力する場合には、変調部４０７は省略されてもよい。更にモニタ部４１２も、省略されてもよい。例えば、光源部４０４の駆動電流を修正する処理（後述するステップＳ１１０〜ステップＳ１１４参照）が実行されない場合には、モニタ部４１２は省略されてもよい。更には制御部４１４も、省略されてもよい。例えば制御部４１４が制御する各モジュール（光源部４０４等）が外部の装置により制御される場合には、制御部４１４は省略されてもよい。

図３６に示す例では、変調部４０７は、光源部４０４と光増幅部４０８の間に配置されている。しかし変調部４０７は、別の位置に配置されてもよい。変調部４０７は例えば、光増幅部４０８と光フィルタ４１０の間に配置されてもよい。或いは変調部４０７は、光フィルタ４１０とモニタ部４１２の間に配置されてもよい。

（１．１）光源部
図３６に示すように、光源部４０４は、光源４１８と光源制御部４２０とを有する。光源４１８は、光４１６（図３７参照）を出力する。光源制御部４２０は、制御部４１４（図３６参照）からのコマンド４２２ａ（図３７参照）に基づいて、光源４１８を制御する。

―ハードウエア構成―
図３８は、光源部４０４のハードウエア構成の一例を示す図である。光源部４０４は例えば、ＤＦＢレーザアレイ（Distributed Feed Back Laser Array)４２４を有する。

ＤＦＢレーザアレイ４２４は、互いに発光波長が異なる複数のＤＦＢレーザ４２５と、複数のＤＦＢレーザ４２５の出力を合波する合波器４２７とを有する。

光源部４０４は更に、ＣＰＵ４２６ａと不揮発性メモリ９２ｂとを有する。光源部４０４は更に、ＡＣＣ（Auto Current Controller）４３０とチャネル選択回路４３２とを有する。ＣＰＵ４２６ａと不揮発性メモリ９２ｂの代わりに、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等が用いられてもよい。後述するＣＰＵについても同様である。

不揮発性メモリ９２ｂには、ＣＰＵ４２６ａが実行するプログラム（図示せず）が記録されている。不揮発性メモリ９２ｂには更に、ルックアップテーブル９４ｂとルックアップテーブル９４ｃとが記録されている。

図３９は、ルックアップテーブル９４ｂ、９４ｃの一例を示す図である。図３９（ａ）に示すように、ルックアップテーブル９４ｂは表形式のデータ（すなわち、テーブル）である。

ルックアップテーブル９４ｂの第１列目には、チャネル選択回路４３２が有する各チャネルの識別番号が記録されている。ルックアップテーブル９４ｂの第２列目には、第１列目の識別番号（例えば、ＣＨ８）に対応するチャネルに接続されたＤＦＢレーザ４２５が出力するレーザ光の光周波数（例えば、１９５．５０ＴＨｚ）が記録されている。

図３９（ｂ）に示すように、ルックアップテーブル９４ｃは表形式のデータ（すなわち、テーブル）である。ルックアップテーブル９４ｃの第１列目には、チャネル選択回路４３２が有する各チャネルの識別番号が記録されている。ルックアップテーブル９４ｃの第２列目には、第１列目の識別番号（例えば、ＣＨ８）に対応するチャネルに接続されたＤＦＢレーザ４２５にある強度（例えば、１ｍＷ）のレーザ光を出力させるための駆動電流（例えば、２．１ｍＡ）記録されている。

不揮発性メモリ９２ｂには例えば、複数のルックアップテーブル９４ｃが記録される。この場合、複数のルックアップテーブル９４ｃの一つに記録された駆動電流で駆動されたＤＦＢレーザ４２５の出力強度は、他のルックアップテーブル９４ｃに記録された駆動電流で駆動されたＤＦＢレーザ４２５の出力強度とは異なる。不揮発性メモリ９２ｂに記録されるルックアップテーブル９４ｃは、一つであってもよい。

光源４１８は例えば、ＤＦＢレーザアレイ４２４により実現される。光源制御部４２０は例えば、ＣＰＵ４２６ａと不揮発性メモリ９２ｂとＡＣＣ４３０とチャネル選択回路４３２とにより実現される。

―動作―
ＣＰＵ４２６ａは、不揮発性メモリ９２ｂからプログラムを読み出して、読み出したプログラムに従ってチャネル選択回路４３２とＡＣＣ４３０とを制御する。具体的にはＣＰＵ４２６ａは、制御部４１４からのコマンド４２２ａに基づいて、チャネル選択回路４３２とＡＣＣ４３０とを制御する。ＣＰＵ４２６ａが行う処理は、光源制御部４２０により実行される。

コマンド４２２ａ（図３７参照）は例えば、周波数ｆ（または波長λ、以下同様）と光強度Ｐとを有する光４１６の出力を光源部４０４に要求するコマンドである。

ＣＰＵ４２６ａはコマンド４２２ａを受信すると先ず、コマンド４２２ａを参照して、周波数ｆと光強度Ｐを特定する。

ＣＰＵ４２６ａは更に、ルックアップテーブル９４ｂを参照して、チャネル選択回路４３２のチャネルのうち特定した周波数ｆ（例えば、１９５．５０ＴＨｚ）に対応するチャネルの識別番号（例えば、ＣＨ８）を取得する。ＣＰＵ４２６ａは、取得した識別番号に対応するチャネルにＡＣＣ４３０を接続するように、チャネル選択回路４３２に要求する。

ＣＰＵ４２６ａは更に、特定した光強度Ｐに対応するルックアップテーブル９４ｃを特定する。具体的には、複数のルックアップテーブル９４ｃのうち、特定した光強度Ｐ（例えば、１ｍＷ）でＤＦＢレーザ４２５を発光させる駆動電流が記録されたルックアップテーブル９４ｃを特定する。

ＣＰＵ４２６ａは更に、特定したルックアップテーブル９４ｃを参照して、ルックアップテーブル９４ｂから取得した識別番号（例えば、ＣＨ８）に対応する駆動電流（例えば、２．１ｍＡ）を読み出す。ＣＰＵ４２６ａは、読み出した駆動電流を出力するように、ＡＣＣ４３０に要求する。

ＣＰＵ４２６ａからの要求に応答して、チャネル選択回路４３２とＡＣＣ４３０とは協働して、ＤＦＢレーザアレイ４２４に特定した周波数ｆ（例えば、１９５．５０ＴＨｚ）と特定した光強度Ｐ（例えば、１ｍＷ）とを有する光４１６を出力させる。具体的には、ＡＣＣ４３０が出力した電流が、チャネル選択回路４３２を介して、周波数ｆで発光するＤＦＢレーザ４２５に供給される。するとＤＦＢレーザ４２５は、特定した周波数ｆと特定した光強度Ｐとを有する光４１６を出力する。

（１．２）変調部
図３６に示すように、変調部４０７は例えば、フレームフォーマット変換部４３４と誤り訂正符号化部４３６とを有する。変調部４０７は更に、ＩＱ信号発生部４３８と変調器４４０と変調制御部４４２とを有する。

フレームフォーマット変換部４３４は例えば、入力ポート４４４に入力されたＬＡＮ（Local Area Network）側の信号４４５（図３７参照）のフォーマットをＷＡＮ（Wide Area Network）側のフレームフォーマットに変換し出力する。信号４４５例えば、イーサネット（登録商標）信号である。ＷＡＮは例えば、ＯＴＮ（Optical Transport Network）である。

誤り訂正符号化部４３６は、フレームフォーマット変換部４３４の出力に誤り訂正符号を付加し出力する。

ＩＱ信号発生部４３８は、誤り訂正符号化部４３６の出力に基づいて、例えば２つのＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）信号を発生し出力する。各ＱＰＳＫ信号は、同相信号(In-phase signal)と直交信号(Quadrature-phase signal）とを含む。同相信号は所謂、Ｉ信号である。直交信号は所謂、Ｑ信号である。

変調器４４０は、ＩＱ信号発生部４３８の出力（すなわち、２つのＱＰＳＫ信号）により光４１６（図３７参照）を変調して出力する。変調器４４０の出力４１６ａは例えば、偏波多重ＱＰＳＫ信号である。変調周波数は例えば、８５〜１５０ＧＨｚである。

変調制御部４４２は、制御部４１４からのコマンド４２２ｂ（図３７参照）に基づいて、他のブロック（すなわち、フレームフォーマット変換部４３４、誤り訂正符号化部４３６およびＩＱ信号発生部４３８）を制御する。

―ハードウエア構成―
図４０は、変調部４０７のハードウエア構成の一例を示す図である。変調部４０７は例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４４８とＱＰＳＫ変調器モジュール４５０とを有する。フレームフォーマット変換部４３４と誤り訂正符号化部４３６とＩＱ信号発生部４３８と変調制御部４４２とは、ＤＳＰ４４８により実現される。変調器４４０は例えば、ＱＰＳＫ変調器モジュール４５０により実現される。

―ＤＳＰ４４８―
ＤＳＰ４４８は、信号４４５（図３７参照）を、２つのＱＰＳＫ信号に変換する。信号４４５の変換は、フレームフォーマット変換部４３４と誤り訂正符号化部４３６とＩＱ信号発生部４３８とにより実行される。

ＤＳＰ４４８は２つのＱＰＳＫ信号を、ＱＰＳＫ変調器モジュール４５０に印加する。ＱＰＳＫ信号の印加は、ＩＱ信号発生部４３８により実行される。

ＤＳＰ４４８は、制御部４１４からのコマンド４２２ｂ（図３７参照）により、ＱＰＳＫ信号の出力が禁止される。ＤＳＰ４４８は更に、制御部４１４からのコマンド４２２ｈにより、ＱＰＳＫ信号の出力が許可される。コマンド４２２ｂおよびコマンド４２２ｈに基づく制御は、変調制御部４４２により実現される。

―ＱＰＳＫ変調器モジュール４５０―
図４０のＱＰＳＫ変調器モジュール４５０は、偏波多重された変調光を出力する偏波多重変調器モジュールである。ＱＰＳＫ変調器モジュール４５０は例えば、分岐導波路４５３と２つのＤＰＭＺＭ（Dual Parallel Mach-Zehnder Modulator)４５４ａ、４５４ｂとを有する。ＱＰＳＫ変調器モジュール４５０は更に、複数のバッファ４５６ａ、４５６ｂと偏波合成器４５８とを有する。

一方のＤＰＭＺＭ４５４ａには、バッファ４５６ａを介してＤＳＰ４４８が出力するＱＰＳＫ信号の一方が印加される。他方のＤＰＭＺＭ４５４ｂには、バッファ４５６ｂを介してＤＳＰ４４８が出力するＱＰＳＫ信号の他方が印加される。

光源部４０４からの光４１６（図３７参照）は分岐導波路４５３により分岐され、分岐された光４１６（以下、分岐光と呼ぶ）はＤＰＭＺＭ４５４ａ、４５４ｂ夫々に入力される。ＤＰＭＺＭ４５４ａ、４５４ｂは夫々、入力された分岐光をＱＰＳＫ信号により変調する。

偏波合成器４５８は、２つのＤＰＭＺＭ４５４ａ、４５４ｂが変調した分岐光を合波する。この際、偏波合成器４５８は一方の分岐光の偏波を９０°回転し更に、他方の分岐光と合成する。すなわちＱＰＳＫ変調器モジュール４５０は、ＤＳＰ４４８からのＱＰＳＫ信号に従って、光源部４０４からの光４１６を変調して、偏波多重された信号光（具体的には、出力４１６ａ）を出力する。

（１．３）光増幅部
図３６に示すように、光増幅部４０８は、光増幅器４６０と増幅器制御部４６２とを有する。増幅器制御部４６２は、制御部４１４からのコマンド４２２ｃ（図３７参照）に基づいて光増幅器４６０を制御する。

―ハードウエア構成―
図４１は、光増幅部４０８のハードウエア構成の一例を示す図である。光増幅部４０８は例えば、ＥＤＦＡ４６４と２つの合波器４６６と２つの励起光源４６８とを有する。光増幅部４０８は更に、電流源４７０とＡＳＩＣ７４ｂとを有する。

光増幅器４６０（図３６参照）は例えば、ＥＤＦＡ４６４と２つの合波器４６６と２つの励起光源４６８と電流源４７０とにより実現される。増幅器制御部４６２は例えば、ＡＳＩＣ７４ｂにより実現される。

図４２は、ＡＳＩＣ７４ｂの構成の一例を示す図である。図４２に示すように、ＡＳＩＣ７４ｂは、論理回路９０ｂを有する。ＡＳＩＣ７４ｂは更に、ルックアップテーブル９４ｄが記録された不揮発性メモリ９２ｃを有する。

図４３は、ルックアップテーブル９４ｄの一例を示す図である。図４３に示すように、ルックアップテーブル９４ｄは表形式のデータ（すなわち、テーブル）である。ルックアップテーブル９４ｄの第１列目には、ＥＤＦＡ４６４の利得が記録されている。ルックアップテーブル９４ｄの第２列目には、励起光源４６８の駆動電流が記録されている。第２列目の電流（例えば、Ｉ_１０）で各励起光源４６８が励起されると、ＥＤＦＡ４６４の利得は、第１列目に記録された利得（例えば、１０ｄＢ）になる。

―動作―
ＡＳＩＣ７４ｂは、コマンド４２２ｃ（図３７参照）に基づいて、光増幅器４６０を制御する。ＡＳＩＣ７４ｂが行う処理は、増幅器制御部４６２により実行される。

コマンド４２２ｃは、指定した利得（例えば、１０ｄＢ）を獲得するように光増幅器４６０に要求するコマンドである。

ＡＳＩＣ７４ｂ（または論理回路９０ｂ、以下同様）は、ルックアップテーブル９４ｃを参照して、コマンド４２２ｃが指定する利得（例えば、１０ｄＢ）に対応する駆動電流（例えば、Ｉ_１０）を特定する。ＡＳＩＣ７４ｂは、特定した駆動電流の生成を要求するコマンド（図示せず）を電流源４７０に送信する。

電流源４７０は、要求された駆動電流を生成し、生成した駆動電流を各励起光源４６８に供給する。各励起光源４６８は、供給された駆動電流により発光し励起光を出力する。出力された励起光は、合波器４６６を介してＥＤＦＡ４６４に供給される。

この励起光によりＥＤＦＡ４６４は、コマンド４２２ｃが指定する利得（例えば、１０ｄＢ）を獲得する。

（１．４）光フィルタ
光フィルタ４１０は、実施の形態１の変形例で説明した可変波長フィルタである（図２４〜３０参照）。

ミラー駆動部６８（図２５参照）は、制御部４１４（図３７参照）からのコマンド４２２ｄ（図２５のコマンド９６に相当）に基づいて、ミラー部６６を駆動する。

コマンド４２２ｄは、光フィルタ４１０（図７参照）の通過帯域の中心を、コマンド４２２ｄが指定する周波数（または、波長）に設定することを要求するコマンドである。

ミラー駆動部６８はコマンド４２２ｄを受信すると、コマンド４２２ｄが指定する周波数（または、波長）に対応する電圧９８をミラー部６６に印加する（実施の形態１の「（５）変形例」参照）。

ミラー部６６はこの電圧９８に応答して、コマンド４２２ｄが指定する周波数に対応する角度に回転ミラー７６（図２７参照）を固定する。その結果、光フィルタ４１０の通過帯域の中心は、コマンド４２２ｄが指定する周波数（または、波長）に設定される。

（１．５）モニタ部
図３６に示すように、モニタ部４１２は、モニタ４７２と計測部４７４とを有する。計測部４７４は、制御部４１４からのコマンド４２２ｅ（図３７参照）に応答して、光フィルタ４１０の出力４１６ｃの強度を計測し、計測結果を含むモニタ情報４７６を制御部４１４に返信する。

―ハードウエア構成―
図４４は、モニタ部４１２のハードウエア構成の一例を示す図である。モニタ部４１２は例えば、光分岐器４７８と光検出器４８０とを有する。モニタ部４１２は更に、電流-電圧変換回路４８２とＡＤＣ（Analog to Digital Converter）４８４とを有する。光分岐器４７８は例えば、光ファイバカプラである。

モニタ４７２（図３６参照）は例えば、光分岐器４７８により実現される。計測部４７４は例えば、光検出器４８０と電流-電圧変換回路４８２とＡＤＣ４８４とにより実現される。

光分岐器４７８は、光フィルタ４１０の出力４１６ｃを分岐する。光分岐器４７８は分岐した出力４１６ｃの一方（以下、出力光４１６ｄと呼ぶ）を、出力ポート４８６（図３７参照）から出力する。出力光４１６ｄは、光伝送装置４０２の出力である。

光分岐器４７８は更に分岐した出力４１６ｃの他方（以下、モニタ光と呼ぶ）を、光検出器４８０に送信する。モニタ光は、出力光４１６ｄより十分弱い。

光検出器４８０は受信したモニタ光を電流（以下、光電流と呼ぶ）に変換し、この光電流を電流-電圧変換回路４８２に送信する。

ＡＤＣ４８４は、制御部４１４からのコマンド４２２ｅに基づいて、電流―電圧変換回路を制御する。コマンド４２２ｅは、光フィルタ４１０の出力４１６ｃの強度を計測し、計測した出力強度を含むモニタ情報４７６を制御部４１４に送信することを要求するコマンドである。ＡＤＣ４８が行う処理は、計測部４７４により実行される。

ＡＤＣ４８４は先ず、電流-電圧変換回路４８２に、光検出器４８０からの光電流を電圧（以下、変換電圧と呼ぶ）に変換し、この変換電圧を送信することを要求する。電流-電圧変換回路４８２はこの要求に応答して、変換電圧をＡＤＣ４８４に送信する。

ＡＤＣ４８４は、変換電圧をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を含むモニタ情報４７６を制御部４１４に送信する。

（１．６）制御部
制御部４１４は、制御ポート４９４（図３７参照）を介して受信されるコマンド４２２に基づいて、光源部４０４と変調部４０７と光増幅部４０８と光フィルタ４１０とモニタ部４１２とを制御する。

図４５は、制御部４１４のハードウエア構成の一例を示す図である。制御部４１４は例えば、ＣＰＵ４２６ｂと不揮発性メモリ９２ｄとメモリ４８８とを有する。メモリ４８８は例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）である。制御部４１４は更に、複数の通信インターフェース４９０とバス４９２とを有する。制御部４１４は、ＣＰＵ４２６ｂとメモリ４８８と不揮発性メモリ９２ｄと複数の通信インターフェース４９０とにより実現される。

ＣＰＵ４２６ｂは、複数の通信インターフェース４９０とバス４９２とを介して、制御ポート４９４および各ブロックの制御部に接続されている。各ブロックの制御部とは、光源制御部４２０（図３６参照）、変調制御部４４２、増幅器制御部４６２、ミラー駆動部６８（図２５参照）および計測部４７４である（以下同様）。不揮発性メモリ９２ｄには、制御プログラム４９６が記録される。

ＣＰＵ４２６ｂは、通信インターフェース４９０を介して取得した情報およびメモリ４８８から取得したデータに基づいて演算し、演算結果をメモリ４８８に記録する。ＣＰＵ４２６ｂは更に、メモリ４８８に記録されたデータや演算結果（コマンドを含む）を、通信インターフェース４９０を介して出力する。

図４６は、制御プログラム４９６のフローチャートの一例を示す図である。制御プログラム４９６の各ステップは、制御部４１４により実行される。

ＣＰＵ４２６ｂはコマンド４２２（図３７参照）を受信すると、不揮発性メモリ９２ｄから制御プログラム４９６を読み出して、読み出した制御プログラム４９６をメモリ４８８と協働して実行する。

―ステップＳ２―
ＣＰＵ４２６ｂは先ず、コマンド４２２ａ〜４２２ｅを送信して、光源部４０４等の動作条件（例えば、ＡＣＣ４３０の出力の強度等）を設定する。

―ステップＳ４―
ステップＳ２の後、ＣＰＵ４２６ｂは一定期間、コマンドの送出を停止する。

―ステップＳ６―
ステップＳ４の後、ＣＰＵ４２６ｂは、光源部４０４等の動作条件を修正する。

ステップＳ６の後、ＣＰＵ４２６ｂはステップＳ４に戻る。

その後、ＣＰＵ４２６ｂはステップＳ４とステップＳ６とを繰り返す。ＣＰＵ４２６ｂは例えば、制御プログラム４９６を終了させる割り込み信号を受信すると、制御プログラム４９６の実行を終了する。割り込み信号は例えば、制御ポート４９４を介して制御部４１４に送信される。

図４７は、ステップＳ２の詳細を示すサブプロセスの一例である。

―ステップＳ１０２―
ＣＰＵ４２６ｂは先ず、変調部４０７に変調を禁止するコマンド４２２ｂを送信する（ステップＳ１０２）。

コマンド４２２ｂは、変調部４０７のＤＳＰ４４８（図４０参照）により受信される。

ＤＳＰ４４８はコマンド４２２ｂにより、ＱＰＳＫ信号の出力を禁止される。

―ステップＳ１０４―
ステップＳ１０２の後、ＣＰＵ４２６ｂは、光源部４０４に周波数ｆ（例えば、１９５．５０ ＴＨｚ）と光強度Ｐ（例えば、１ｍＷ）とを有する光の出力を要求するコマンド４２２ａを送信する（ステップＳ１０４）。

コマンド４２２ａは、光源部４０４のＣＰＵ４２６ａ（図３８参照）により受信される。光源部４０４のＣＰＵ４２６ａは、コマンド４２２ｂを受信するとＡＣＣ４３０と協働して、ＤＦＢレーザ４２５に周波数ｆと光強度Ｐとを有する光４１６（すなわち、レーザ光）を出力させる。

―ステップＳ１０６―
ステップＳ１０４の後、ＣＰＵ４２６ｂは、指定した利得（１０ｄＢ）を獲得することを光増幅部４０８に要求するコマンド４２２ｃを送信する（ステップＳ１０６）。

コマンド４２２ｃは、光増幅部４０８のＡＳＩＣ７４ｂ（図４１参照）により受信される。ＡＳＩＣ７４ｂはコマンド４２２ｃを受信すると、電流源４７０等と協働して、指定された利得（例えば、１０ｄＢ）をＥＤＦＡ４６４に獲得させる。

―ステップＳ１０８―
ステップＳ１０６の後、ＣＰＵ４２６ｂは、光フィルタ４１０に通過帯域の中心周波数を周波数ｆに設定することを要求するコマンド４２２ｄを送信する（ステップＳ１０８）。

コマンド４２２ｄは、光フィルタ４１０のＡＳＩＣ７４ａ（図２６参照）により受信される。ＡＳＩＣ７４ａは、コマンド４２２ｄを受信すると電圧源７２と協働して、ＭＥＭＳミラー７０の通過帯域の中心周波数を指定された周波数ｆ（例えば、１９５．５０ ＴＨｚ）に設定する。

―ステップＳ１１０―
ステップＳ１０８の後、ＣＰＵ４２６ｂは、モニタ部４１２に、光フィルタ４１０の出力４１６ｃの強度の計測値を返信することを要求するコマンド４２２ｅを送信する（ステップＳ１１０）。

コマンド４２２ｅは、モニタ部４１２のＡＤＣ４８４により受信される。ＡＤＣ４８４はコマンド４２２ｅを受信すると、電流−電圧変換回路４８２等と協働して、光フィルタ４１０の出力４１６ｃの計測値Ｍ（すなわち、モニタ光の強度）を含むモニタ情報４７６を、制御部４１４に返信する。

―ステップＳ１１２―
ＣＰＵ４２６ｂは、モニタ情報４７６を受信すると、モニタ情報４７６に含まれる計測値Ｍと基準値Ｍ_０との差を許容値εと比較する（ステップＳ１１２）。

許容値εは例えば、０より大きく基準値Ｍ_０より小さい値である。基準値Ｍ_０および許容値εは例えば、不揮発性メモリ９２ｄに記録されている。基準値Ｍ_０および許容値εは、コマンド４２２によりＣＰＵ４２６ｂに通知されてもよい。

―ステップＳ１１４―
計測値Ｍと基準値Ｍ_０との差（以下、偏差と呼ぶ）の絶対値が許容値ε（εは０より大きい値）以上の場合、ＣＰＵ４２６ｂは、光源部４０４に光源４１８の駆動電流の修正を要求するコマンド４２２ｆ、４２２ｇを送信する（ステップＳ１１４）。

具体的には、偏差（＝Ｍ−Ｍ_０）がε以上の場合には、ＣＰＵ４２６ｂは、光源部４０４に駆動電流の減少を要求するコマンド４２２ｆを送信する。コマンド４２２ｆは、光源部４０４のＣＰＵ４２６ａ（図３８参照）により受信される。ＣＰＵ４２６ａはコマンド４２２ｆを受信すると、ＡＣＣ４３０に出力（すなわり、ＤＦＢレーザ４２５の駆動電流）を一定量（例え、５％）減らすことを要求する。ＡＣＣ４３０はこの要求に応答して、出力を一定量減らす。

偏差（＝Ｍ−Ｍ_０）が-ε以下の場合には、ＣＰＵ４２６ｂは、光源部４０４に駆動電流の増加を要求するコマンド４２２ｇを送信する。コマンド４２２ｇは、光源部４０４のＣＰＵ４２６ａにより受信される。ＣＰＵ４２６ａはコマンド４２２ｇを受信すると、ＡＣＣ４３０に出力を一定量（例え、５％）増やすことを要求する。ＡＣＣ４３０はこの要求に応答して、出力を一定量増やす。

ステップＳ１１４の後、ＣＰＵ４２６ｂはステップＳ１１０に戻る。

―ステップＳ１１６―
計測値Ｍと基準値Ｍ_０との偏差の絶対値が許容値εより小さい場合、ＣＰＵ４２６ｂは、変調部４０７に変調を許可するコマンド４２２ｈを送信する（ステップＳ１１６）。

コマンド４２２ｈは、変調部４０７のＤＳＰ４４８（図４０参照）により受信される。ＤＳＰ４４８はコマンド４２２ｈを受信すると、ＱＰＳＫ信号の出力を開始する。

以上により、動作条件の設定（すなわち、図４６のステップＳ２）は終了する。なおステップＳ１０４〜Ｓ１０８の実行順番は、図４７に示す例に限られない。ステップＳ１０４〜Ｓ１０６のいずれも、最初に実行されてよい。同様に、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８のいずれも、最後に実行されてもよい。同様に、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８のいずれも、最初と最後のステップの間に実行されてもよい。

ステップＳ１１４では、光源部４０４の駆動電流が修正される。しかしステップＳ１１４では、光源部４０４の駆動電流および光増幅部４０８の励起電流のいずれか一方または双方が修正されてもよい。

図４８は、ステップＳ６（図４６参照）の詳細を示すサブプロセスの一例である。図４８に示すサブプロセスは、上述したステップＳ１１０〜Ｓ１１６（図４７参照）である。従って、図４８に示すサブプロセスの説明は省略する。

制御部４１４のＣＰＵ４２６ｂが、図４６〜４８を参照して説明した制御プログラム４９６を実行することで、光伝送装置４０２の出力光４１６ｄの強度が略一定に保たれる。

（２）使用例
（２．１）構造および動作
図４９は、光伝送装置４０２が使用される装置の一例を示す図である。図４９に示す装置は、再構成可能な光分岐挿入装置（Re-configurable Optical Add/Drop Multiplexer:以下、ROADMと略す）４９８である。図４９に示す光分岐挿入装置４９８は、ＣＤ (Colorless Directionless) ＲＯＡＤＭである。

図４９のＲＯＡＤ ４９８は、複数の光分岐挿入モジュール（Optical Add/Drop Module）５００を有する。複数の光分岐挿入モジュール５００は略同じ構造を有し、略同じ動作をする。図４９には、光分岐挿入モジュール５０２の構造が示されている。光分岐挿入モジュール５０２は、複数の光分岐挿入モジュール５００のうちの一つである。

ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、複数の波長選択スイッチ・モジュール(Wavelength Selectable Switch Module)を有する。図４９には、第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａと第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂとが示されている。

ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、複数の増幅器モジュールを有する。図４９には、第１増幅器モジュール５０６ａと第２増幅器モジュール５０６ｂとが示されている。

ＲＯＡＤＭ ４９８は第１経路Ｐ１に、第１方向（例えば、東側から西側）に進む信号光を送出する。ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、第１経路Ｐ１から第１方向に進む信号光を受信する。

ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、第１経路Ｐ１とは異なる第２経路Ｐ２に、第１方向とは異なる第２方向（例えば、西側から東側）に進む信号光を送出する。ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、第２経路Ｐ２から第２方向に進む信号光を受信する。

第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２は夫々、第１増幅器モジュール５０６ａ、第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａ、第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂおよび第２増幅器モジュール５０６ｂを貫通する。

ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａに接続された第３経路Ｐ３（図示せず）に信号光を送出する。ＲＯＡＤＭ ４９８は更に、第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂに接続された第４経路Ｐ４（図示せず）に信号光を送出する。

光分岐挿入モジュール５０２は、複数の光伝送装置５０８を有する。

図５０は、ＲＯＡＤＭ ４９８における信号光の流れを示す図である。図５０中の矢印は、信号光の流れを表している。各矢印は、矢印の根本に接する部品から、矢印の先端が接する部品に向かって信号光が流れることを示している。

複数の光伝送装置５０８が出力する複数の第１信号光５１０ａは、光分岐挿入モジュール５０２から送出される。複数の第１信号光５１０ａは夫々、第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａおよび第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂのいずれか一方に受信される。複数の第１信号光５１０ａは、中心波長が互いに異なる信号光である。複数の第１信号光５１０ａの周波数間隔は例えば、一定である。

第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａは、受信した複数の第１信号光５１０ａの一部または全部を、第２経路Ｐ２に送出する。第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａ更に、第１経路Ｐ１を介して伝送されてくる第１波長多重光５１２ａを波長に応じて複数の出力光（例えば、３つの出力光）に分割する。第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａは更に、分割した複数の出力光を別々の方向に送信する。具体的には、第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａは各出力光を、光分岐挿入モジュール５０２、第１経路Ｐ１および第３経路Ｐ３のいずれかに送信する。

第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂは、受信した複数の第１信号光５１０ａの一部または全部を、第１経路Ｐ１に送出する。第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂ更に、第２経路Ｐ２を介して伝送されてくる第２波長多重光５１２ｂを波長に応じて複数の出力光（例えば、３つの出力光）に分割する。第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂは更に、分割した複数の出力光を別々の方向に送信する。具体的には、第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂは各出力光を、光分岐挿入モジュール５０２、第２経路Ｐ２および第４経路Ｐ４のいずれかに送信する。

（各ブロックの詳細）
図５１は、ＲＯＡＤＭ ４９８の各ブロックの構成および動作を示す図である。

―光分岐挿入モジュール５０２（送信部分）―
光分岐挿入モジュール５０２（図４９参照）は、複数の光伝送装置５０８を有する。各光伝送装置５０８は、図３６を参照して説明した光伝送装置４０２に、受信した信号光を復調する受信部を加えた装置である。すなわち光伝送装置５０８は、トランスポンダである。

光伝送装置５０８の送信部（図３６に示す光伝送装置４０２に相当する部分）は例えば、受信した第１電気信号５１４ａ（図５１参照）を第１信号光５１０ａに変換して出力する。第１電気信号５１４ａは、図３７を参照して説明した信号４４５に相当する。複数の光伝送装置５０８が送信する第１信号光５１０ａは、互いに波長が異なる複数の信号光である。

光分岐挿入モジュール５０２は更に、光カプラ５１６（図４９参照）を有する。光カプラ５１６は、複数の第１信号光５１０ａを合波する。光カプラ５１６は、波長選択性がないカプラである。光カプラ５１６は例えば、複数のＹ分岐光導波路を有する平面光導波路である。

光分岐挿入モジュール５０２は更に、第１光増幅器５１８ａ（図４９参照）を有する。第１光増幅器５１８ａは、光カプラ５１６から出力された第２信号光５１０ｂ（すなわち、合波された第１信号光５１０ａ）を増幅する。第１光増幅器５１８ａは例えば、ＥＤＦＡである（後述する第２光増幅器５１８ｂ等についても、同様）。

光分岐挿入モジュール５０２は更に、第１波長選択スイッチ５２０ａを有する。第１波長選択スイッチ５２０ａは、第１光増幅器５１８ａから出力された第３信号光５１０ｃ（すなわち、増幅された第２信号光５１０ｂ）からある中心波長を有する第４信号光５１０ｄを抽出する。第１波長選択スイッチ５２０ａは更に、抽出された第４信号光５１０ｄを第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａに送信する。

第１波長選択スイッチ５２０ａは、第３信号光５１０ｃから中心波長が互いに異なる複数の信号光を抽出し、抽出した複数の信号光を第４信号光５１０ｄとして送信してもよい。すなわち第４信号光５１０ｄは、夫々が別々の中心波長を有する複数の信号光の集まり（すなわち、波長多重光）であってもよい（後述する第５信号光５１０ｅ〜第１６信号光５１０ｐについても同様）。

第１波長選択スイッチ５２０ａは更に、第１光増幅器５１８ａから出力された第３信号光５１０ｃから第４信号光５１０ｄとは異なる第５信号光５１０ｅを抽出して、第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂに送信する。

第１波長選択スイッチ５２０ａは例えば、回折格子と可動ミラーとを有する。回折格子は、第３信号光５１０ｃに含まれる増幅された複数の第１信号光５１０ａを分離する。分離された第１信号光５１０ａは、可動ミラーにより別々の送信先に振り分けられる。

―第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａ―
第１波長選択スイッチ・モジュール５０４ａ（図４９参照）は、第２波長選択スイッチ５２０ｂと第３波長選択スイッチ５２０ｃとを有する。

第２波長選択スイッチ５２０ｂは、第１波長選択スイッチ５２０ａが送信した第４信号光５１０ｄと後述する第６信号光５１０ｆとを受信する。第２波長選択スイッチ５２０ｂは、第６信号光５１０ｆと第４信号光５１０ｄとから第７信号光５１０ｇを抽出する。第２波長選択スイッチ５２０ｂは更に、抽出した第７信号光５１０ｇを第２経路Ｐ２に送出する。

第３波長選択スイッチ５２０ｃは、後述する第８信号光５１０ｈを受信する。第３波長選択スイッチ５２０ｃは更に、受信した第８信号光５１０ｈから、第９信号光５１０ｉと第１０信号光５１０ｊとを抽出する。第３波長選択スイッチ５２０ｃは更に、抽出した第９信号光５１０ｉを第１経路Ｐ１に送出する。第３波長選択スイッチ５２０ｃは更に、抽出した第１０信号光５１０ｊを第６波長選択スイッチ５２０ｆに送信する。第３波長選択スイッチ５２０ｃは更に、第９信号光５１０ｉおよび第１０信号光５１０ｊとは異なる信号光を第８信号光５１０ｈから抽出して、第３経路Ｐ３に送出する。

―第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂ―
第２波長選択スイッチ・モジュール５０４ｂは、第４波長選択スイッチ５２０ｄと第５波長選択スイッチ５２０ｅとを有する。第４波長選択スイッチ５２０ｄは、第３波長選択スイッチ５２０ｃが送出した第９信号光５１０ｉと、第１波長選択スイッチ５２０ａが送信した第５信号光５１０ｅとを受信する。第４波長選択スイッチ５２０ｄは更に、第９信号光５１０ｉと第５信号光５１０ｅから第１１信号光５１０ｋを抽出する。第４波長選択スイッチ５２０ｄは更に、抽出した第１１信号光５１０ｋを第１経路Ｐ１に送出する。

第５波長選択スイッチ５２０ｅは、後述する第１２信号光５１０ｌを受信する。第５波長選択スイッチ５２０ｅは更に、受信した第１２信号光５１０ｌから、前述した第６信号光５１０ｆと第１３信号光５１０ｍとを抽出する。第５波長選択スイッチ５２０ｅは更に、抽出した第６信号光５１０ｆを第２経路Ｐ２に送出する。第５波長選択スイッチ５２０ｅは更に、抽出した第１３信号光５１０ｍを第６波長選択スイッチ５２０ｆに送信する。第５波長選択スイッチ５２０ｅは更に、第１２信号光５１０ｌから第６信号光５１０ｆおよび第１３信号光５１０ｍとは異なる信号光を抽出して、第４経路Ｐ４に送出する。

―第１増幅器モジュール５０６ａ―
第１増幅器モジュール５０６ａは、第２光増幅器５１８ｂと第３光増幅器５１８ｃとを有する。第２光増幅器５１８ｂは、第２波長選択スイッチ５２０ｂが送出した第７信号光５１０ｇを増幅する。第２光増幅器５１８ｂは、増幅した第７信号光５１０ｇを第２経路Ｐ２に送出する。

第３光増幅器５１８ｃは、第１経路Ｐ１を介して伝送されてくる第１波長多重光５１２ａを増幅する。第３光増幅器５１８ｃは、増幅された第１波長多重光５１２ａである第８信号光５１０ｈを第３波長選択スイッチ５２０ｃに送信する。

―第２増幅器モジュール５０６ｂ―
第２増幅器モジュール５０６ｂは、第４光増幅器５１８ｄと第５光増幅器５１８ｅとを有する。第４光増幅器５１８ｄは、第４波長選択スイッチ５２０ｄが送出した第１１信号光５１０ｋを増幅する。第４光増幅器５１８ｄは、増幅した第１１信号光５１０ｋを第１経路Ｐ１に送出する。

第５光増幅器５１８ｅは、第２経路Ｐ２を介して伝送されてくる第２波長多重光５１２ｂを増幅する。第５光増幅器５１８ｅは、増幅された第２波長多重光５１２ｂである第１２信号光５１０ｌを第５波長選択スイッチ５２０ｅに送信する。

―光分岐挿入モジュール５０２（受信部分）―
光分岐挿入モジュール５０２は、「―光分岐挿入モジュール５０２（送信部分）―」で説明した装置に加え、第６波長選択スイッチ５２０ｆを有する。

第６波長選択スイッチ５２０ｆは、第３波長選択スイッチ５２０ｃが送信した第１０信号光５１０ｊを受信する。第６波長選択スイッチ５２０ｆは更に、第５波長選択スイッチ５２０ｅが送信した第１３信号光５１０ｍを受信する。第６波長選択スイッチ５２０ｆは更に、第１０信号光５１０ｊと第１３信号光５１０ｍとから第１４信号光５１０ｎを抽出する。第６波長選択スイッチ５２０ｆは更に、抽出した第１４信号光５１０ｎを出力する。

光分岐挿入モジュール５０２は更に、第６光増幅器５１８ｆを有する。第６光増幅器５１８ｆは、第６波長選択スイッチ５２０ｆが出力した第１４信号光５１０ｎを増幅する。

光分岐挿入モジュール５０２は更に、光スプリッタ５２２を有する。光スプリッタ５２２は、増幅された第１４信号光５１０ｎである第１５信号光５１０ｏを複数の第１６信号光５１０ｐに分割する。光スプリッタ５２２は、波長選択性がないカプラである。光スプリッタ５２２は例えば、複数のＹ分岐光導波路を有する平面光導波路である。

各光伝送装置５０８の受信部は、複数の第１６信号光５１０ｐのいずれかを受信して第２電気信号５１４ｂに変換して出力する。

（２．２）雑音特性
図５２は、光カプラ５１６が出力する第２信号光５１０ｂの雑音特性の一例を説明するための図である。横軸(リニアスケール）は、波長である。縦軸(リニアスケール）は、光フィルタの透過率および信号光の強度である。

図５２には、３台の光伝送装置５０８の光フィルタ４１０（図３６参照）の透過特性３８ｃ、３８ｄ、３８ｅが示されている。光伝送装置５０８は夫々、第１信号光５１０ａを出力する。

図５２には更に、これら３つの第１信号光５１０ａの中心波長λａ、λｂ、λｃにおける光強度５２４、５２６、５２８が矢印で示されている。光強度５２４は、中心波長がλａである第１信号光５１０ａを代表している。光強度５２６は、中心波長がλｂである第１信号光５１０ａを代表している。光強度５２８は、中心波長がλｃである第１信号光５１０ａを代表している。ここでは、上記３台の光伝送装置５０８の出力（すなわち、第１信号光５１０ａ）を光カプラ５１６が合波して、第２信号光５１０ｂを出力する場合を考える。

左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａを出力する光伝送装置５０８は、左側の透過特性３８ｃを有する光フィルタ４１０を備えている。従って、この光伝送装置５０８から出力される光増幅器４６０のＡＳＥは、透過特性３８ｃに従ってフィルタリングされる。

透過特性３８ｃは、図５２に示すように、一定の波長範囲で透過率が平坦でこの波長範囲の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性である。従って、中央の光強度５２６が代表する第１信号光５１０ａの中心波長λｂでは、左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａに随伴するＡＳＥ（すなわち、左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａの増幅により発生するＡＳＥ）は殆ど除去される。右側の光強度５２８が代表する第１信号光５１０ａの中心波長λｃにおけるＡＳＥについても同様である。

従って、左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａに随伴するＡＳＥは、他の光強度５２６、５２８が代表する第１信号光５１０ａの雑音特性を殆ど劣化させない。他の光強度５２６、５２８が代表する第１信号光５１０ａに随伴するＡＳＥについても同様である。

―３ｄＢ帯域の改善―
図５３は、複数の光伝送装置５０８の光フィルタ４１０を、図１７を参照して説明した光フィルタ２０２で置き換えた場合の第２信号光５１０ｂの雑音特性の一例を説明するための図である。横軸（リニアスケール）は、波長である。縦軸（リニアスケール）は、光フィルタの透過率および信号光の強度である。

図５３には、置き換えられた光フィルタ２０２の透過特性３８ｆ、３８ｇ、３８ｈが示されている。

透過特性３８ｆは、通過帯域（例えば、１ｄＢ帯域）の外側で透過率が穏やかに減少するガウシアン特性である。透過率の減少が緩慢なため、左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａに随伴するＡＳＥは、他の光強度５２６、５２８が代表する第１信号光５１０ａの中心波長λｂ、λｃ（特に、λｂ）では十分に除去されない。従って、左側の光強度５２４が代表する第１信号光５１０ａに随伴するＡＳＥは、他の光強度５２６、５２８が代表する第１信号光５１０ａの雑音特性を劣化させる。

今、ガウシアンな透過特性３８ｆ、３８ｇ、３８ｈおよび通過帯域内で透過率が平坦で通過帯域の両側で透過率が急激に減少するフィルタリング特性３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ（図５２参照）夫々の１ｄＢ帯域幅が共に、８５ＧＨｚである場合を考える。この場合、ガウシアンな透過特性３８ｆ、３８ｇ、３８ｈの３ｄＢ帯域幅は、１５０ＧＨｚである。一方、上記フィルタリング特性３８ｃ、３８ｄ、３８ｅの３ｄＢ帯域の幅は、９７ＧＨｚである。すなわち、上記フィルタリング特性３８ｃ、３８ｄ、３８ｅの３ｄＢ帯域幅と１ｄＢ帯域幅の差（＝１２ＧＨｚ）は、ガウシアンな透過特性３８ｆ、３８ｇ、３８ｈの３ｄＢ帯域幅と１ｄＢ帯域幅の差（＝６５ＧＨｚ）より５．４倍も狭い。

すなわち実施の形態４によれば、光伝送装置５０８に含まれる光フィルタ４１０の３ｄＢ帯域を狭くすることができる。

―信号光対雑音比の改善―
図４９に示す光分岐挿入モジュール５０２では、複数の光伝送装置５０８の出力が光カプラ５１６によりそのまま合波される。従って、複数の光伝送装置５０８の出力に含まれるＡＳＥもそのまま合波される。従って、光カプラ５１６が出力する第２信号光５１０ｂの信号光対雑音比（Optical Signal to Noise Ratio）は、光伝送装置５０８が出力する第１信号光５１０ａの信号光対雑音比より高くなり易い。

先ず光分岐挿入モジュール５０２（図４９参照）に含まれる複数の光伝送装置５０８の光フィルタ４１０が、ガウシアン特性を有する場合を考える。この光フィルタ４１０の１ｄＢ帯域幅は、８５ＧＨｚとする。第１信号光５１０ａ（すなわち、光伝送装置５０８の出力）の中心周波数の間隔は、５０ＧＨｚとする。光伝送装置５０８の数は、１６（すなわち、１６チャネル）とする。この場合の第２信号光５１０ｂの信号光対雑音比をＳＮ_Ｇとする。

同様に、複数の光伝送装置５０８の光フィルタ４１０が夫々、上記フィルタリング特性を有する場合の第２信号光５１０ｂの信号光対雑音比をＳＮ_Ｆとする。この場合の光フィルタ４１０の１ｄＢ帯域幅等は、光フィルタ４１０がガウシアン特性を有する場合と同じとする。

図５２〜５３を参照して説明した雑音特性の比較から明らかなように、光フィルタ４１０が上記フィルタリング特性を有する場合の信号光対雑音比ＳＮ_Ｆは、光フィルタ４１０がガウシアン特性を有する場合の信号光対雑音比ＳＮ_Ｇより高い。

例えば、中心周波数が７番目に低い第１信号光５１０ａ（以下、第７チャネルの信号光と呼ぶ）に対する信号光対雑音比を考える。発明者の試算によると、光フィルタ４１０が上記フィルタリング特性を有する場合の第７チャネルに対する信号光の信号光対雑音比ＳＮ_Ｆは、光フィルタ４１０がガウシアン特性を有する場合の第７チャネルの信号光対雑音比ＳＮ_Ｇより約４ｄＢ高い。

すなわち、実施の形態４の光伝送装置によれば、光分岐挿入モジュール５０２が出力する信号光の信号光対雑音比を改善することができる。従って、実施の形態４の光伝送装置は、雑音に弱い通信方式（例えば、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation））を採用するシステムや伝送距離の長いシステムに好適である。

図３６等を参照して説明した例では、光フィルタ４１０は、実施の形態１の可変波長フィルタである。実施の形態１の可変波長フィルタは、出力ファイバ６の窪み１２は、円錐台状である（図２〜３参照）。しかし、実施の形態４の光フィルタ４１０は、実施の形態２の光フィルタのように、半球状の窪み２１２（図３１参照）を有してもよい。更に実施の形態４の光フィルタ４１０は、実施の形態３の光フィルタのように、コア２１６の外側に広がる窪み３１２（図３４参照）を有してもよい。

図３６等を参照して説明した例では、光フィルタ４１０は可変波長フィルタである。しかし、光フィルタ４１０は通過帯域が固定された光フィルタであってもよい。

図３６等を参照して説明した例では、光伝送装置４０２はデジタルコヒーレント通信のための装置である。光伝送装置４０２は、他の通信方式（例えば、強度変調）のための装置であってもよい。すなわち変調部４０７は、強度変調を行うモジュールであってもよい。

実施の形態４によれば、フラップトップ特性を有する光フィルタ（例えば、実施の形態１の光フィルタ）により光増幅器のＡＳＥを除去するので、光伝送装置が出力する信号光の信号光対雑音比を改善することができる。更に、実施の形態１で説明したように、光フィルタ４１０の小型化は容易なので、信号光対雑音比が高く更に小型な光伝送装置を実現できる。

以上の実施の形態１〜４に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
入力光を分光し更に、分光された前記入力光であるスペクトル光を出射する分光部と、
窪みを有する端面と、前記窪みの底に接する第１面および前記第１面と前記窪みの周端とに挟まれた第２面を有するコアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記窪みには前記スペクトル光が照射され更に、照射された前記スペクトル光のうち前記第２面から前記コアに入射する第２部分が前記クラッドに放射されるように前記第２面が傾き、照射された前記スペクトル光のうち前記第１面から前記コアに入射する第１部分を出力する光ファイバとを、有する
光フィルタ。

（付記２）
前記分光は、前記入力光に含まれる互いに波長が異なる複数の成分を別々の方向に進行させることであり、
前記スペクトル光は、前記複数の成分を含むことを
特徴とする付記１に記載の光フィルタ。

（付記３）
前記第２部分の一部は、前記コアと前記クラッドの境界面で屈折して前記クラッドに出射し、前記第２部分の他の部分は前記境界面で反射されることを
特徴とする付記１または２に記載の光フィルタ。

（付記４）
前記第１部分は、前記光ファイバの長手方向に進行し又は前記境界面で全反射されることを
特徴とする付記３記載の光フィルタ。

（付記５）
前記周端は、前記端面上における前記クラッドと前記コアとの境界と重なり、または前記境界を囲むことを
特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の光フィルタ。

（付記６）
前記窪みは、半球状であることを
特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の光フィルタ。

（付記７）
前記分光部は、前記第１部分の中心波長を変更できることを
特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の光フィルタ。

（付記８）
光を生成する光源部と、
前記光を増幅する光増幅部と、
増幅された前記光を含む前記光増幅部の出力を分光し更に分光された前記光であるスペクトル光を出射する分光部と、窪みを有する端面と前記窪みの底に接する第１面および前記第１面と前記窪みの周端とに挟まれた第２面を有するコアと前記コアを囲むクラッドとを有し、前記窪みには前記スペクトル光が照射され更に照射された前記スペクトル光のうち前記第２面から前記コアに入射する第２部分が前記クラッドに放射されるように前記第２面が傾き、照射された前記スペクトル光のうち前記第１面から前記コアに入射する第１部分を出力する光ファイバとを有する光フィルタとを、有する
光伝送装置。

（付記９）
前記光を変調する変調部を有することを
特徴とする付記８に記載の光伝送装置。

２ ・・・ 光フィルタ
４ ・・・ 分光部
６ ・・・ 光ファイバ（出力ファイバ）
８ ・・・ 入力光
１０ ・・・ スペクトル光
１２ ・・・ 窪み
１４ ・・・ 端面
１６ ・・・ コア
１８ ・・・ クラッド
２０ ・・・ 窪みの底
２２ａ ・・・ 第１面
２２ｂ ・・・ 第２面
２４ ・・・ 窪みの周端
２６ａ ・・・ スペクトル光の第１部分
２６ｂ ・・・ スペクトル光の第２部分
２８ ・・・ 短手方向
３２ ・・・ 長手方向
３４ ・・・ 境界面
３５ ・・・ 境界
４０４ ・・・ 光源部
４０７ ・・・ 変調部
４０８ ・・・ 光増幅部

Claims (6)

1. 入力光を分光し更に、分光された前記入力光であるスペクトル光を出射する分光部と、
   窪みを有する端面と、前記窪みの底に接する第１面および前記第１面と前記窪みの周端とに挟まれた第２面を有するコアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記窪みには前記スペクトル光が照射され更に、照射された前記スペクトル光のうち前記第２面から前記コアに入射する第２部分が前記クラッドに放射されるように前記第２面が傾き、照射された前記スペクトル光のうち前記第１面から前記コアに入射する第１部分を出力する光ファイバとを、有する
   光フィルタ。
2. 前記第２部分の一部は、前記コアと前記クラッドの境界面で屈折して前記クラッドに出射し、前記第２部分の他の部分は前記境界面で反射されることを
   特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。
3. 前記周端は、前記端面上における前記クラッドと前記コアとの境界と重なり、または前記境界を囲むことを
   特徴とする請求項１または２に記載の光フィルタ。
4. 前記窪みは、半球状であることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光フィルタ。
5. 前記分光部は、前記第１部分の中心波長を変更できることを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光フィルタ。
6. 光を生成する光源部と、
   前記光を増幅する光増幅部と、
   増幅された前記光を含む前記光増幅部の出力を分光し更に分光された前記光であるスペクトル光を出射する分光部と、窪みを有する端面と前記窪みの底に接する第１面および前記第１面と前記窪みの周端とに挟まれた第２面を有するコアと前記コアを囲むクラッドとを有し、前記窪みには前記スペクトル光が照射され更に照射された前記スペクトル光のうち前記第２面から前記コアに入射する第２部分が前記クラッドに放射されるように前記第２面が傾き、照射された前記スペクトル光のうち前記第１面から前記コアに入射する第１部分を出力する光ファイバとを有する光フィルタとを、有する、
   光伝送装置。

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